विदारण म्हणजे काय व विदारणाचे प्रकार कोणते ?

निसर्गात प्रत्येक क्षणी हजारो प्रक्रिया घडत असतात. यातील काही प्रक्रिया माणूस कृत्रिम रित्या घडवतो व विविध स्वरूपात आणि विविध कार्यांसाठी त्याचा उपयोग करतो. अशीच एक प्रक्रिया म्हणजे विदारण होय.

विदारण ही प्रक्रिया नेमकी कशी घडते, यापासून काय फायदा होतो, या प्रक्रियेचे महत्व काय, अशा विविध स्वरूपातील माहितीचा आढावा आपण खालील प्रमाणे घेणार आहोत,


विदारण म्हणजे काय ?

विदारण ही एक आण्विक प्रतिक्रिया आहे, ज्यामध्ये अणूचे केंद्रक दोन किंवा अधिक लहान केंद्रकांमध्ये विभाजित होतात व मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा सोडतात.

युरेनियम-२३५ किंवा प्लुटोनियम-२३९ सारखे जड (वजनदार) केंद्रक न्यूट्रॉन शोषून घेते, अस्थिर बनते आणि दोन हलक्या न्यूक्लियसमध्ये विभाजित होऊन अतिरिक्त न्यूट्रॉन आणि ऊर्जा सोडते, तेव्हा ही प्रक्रिया घडते.

विदारण ही अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये वीज निर्मितीसाठी वापरली जाणारी प्रक्रिया आहे. आण्विक अणुभट्टीमध्ये, युरेनियम-२३५ हे इंधन म्हणून वापरले जाते आणि युरेनियम अणूच्या केंद्रकावर न्यूट्रॉन टाकला जातो, ज्यामुळे उष्णता आणि अतिरिक्त न्यूट्रॉनसह ते दोन लहान केंद्रकांमध्ये विभाजित होते.

सोडलेले न्यूट्रॉन नंतर इतर युरेनियम केंद्रकांशी टक्कर देऊ शकतात, ज्यामुळे एक साखळी प्रतिक्रिया निर्माण होते, ज्यामुळे उष्णता निर्माण होते, ज्याचा वापर वीज निर्माण करण्यासाठी केला जातो.

विदारण अण्वस्त्रांमध्ये देखील वापरले जाते, जेथे साखळी अभिक्रियामध्ये जड अणूंच्या केंद्रकांचे विभाजन करून अल्प कालावधीत मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा सोडली जाते.

युरेनियम-२३५ आणि प्लुटोनियम-२३९ सारख्या विशिष्ट समस्थानिकांच्या किरणोत्सर्गी क्षय प्रमाणेच विदारण देखील नैसर्गिकरित्या होऊ शकते.

एकंदरीत, विदारण ही एक आण्विक प्रतिक्रिया आहे, जी अणूच्या केंद्रकाला दोन किंवा अधिक लहान केंद्रकांमध्ये विभाजित करून मोठ्या प्रमाणात उर्जा सोडते आणि शांततापूर्ण आणि लष्करी दोन्ही अनुप्रयोगांमध्ये वापरली जाते.


प्रकार

विदारणाचे दोन मुख्य प्रकार खालीलप्रमाणे:

1. उत्स्फूर्त विदारण

जेव्हा अणू केंद्रक उत्स्फूर्तपणे क्षय पावतो आणि ऊर्जा आणि एक किंवा अधिक न्यूट्रॉनसह दोन लहान केंद्रकांमध्ये विभाजित होतो तेव्हा उत्स्फूर्त विदारणाची प्रक्रिया घडून येते. युरेनियम-२३८, प्लुटोनियम-२४० आणि क्युरियम-२४२ यांसारख्या जड घटकांच्या काही समस्थानिकांमध्ये या प्रकारचे विदारण होते.

2. प्रेरित विदारण

जेव्हा अणू केंद्रकांवर न्यूट्रॉनचा भडिमार होतो, ज्यामुळे ते अस्थिर होतात आणि ऊर्जा आणि अतिरिक्त न्यूट्रॉनसह दोन किंवा अधिक लहान केंद्रकांमध्ये विभाजित होतात तेव्हा प्रेरित विदरणाची प्रक्रिया घडते. प्रेरित विदारण हा अणुऊर्जा आणि अण्वस्त्रांचा आधार आहे.

प्रेरित विखंडन देखील दोन उपप्रकारांमध्ये वर्गीकृत केले जाऊ शकते:

i) स्लो-न्यूट्रॉन विदारण

जेव्हा न्यूक्लियसवर न्यूट्रॉनने कमी ऊर्जा, विशेषत: 1 इलेक्ट्रॉनव्होल्ट (eV) पेक्षा कमी असते तेव्हा हे घडते. वीज निर्मितीसाठी अणुभट्ट्यांमध्ये स्लो-न्यूट्रॉन फिशनचा वापर केला जातो.

ii) वेगवान-न्यूट्रॉन विदारण

जेव्हा न्यूक्लियसवर उच्च उर्जा असलेल्या न्यूट्रॉनचा भडिमार होतो, विशेषत: 1 दशलक्ष इलेक्ट्रॉनव्होल्ट्स (MeV) पेक्षा जास्त. वेगवान-न्यूट्रॉन विदारण अण्वस्त्रे आणि काही प्रकारच्या अणुभट्ट्यांमध्ये वापरले जाते.

थोडक्यात, स्लो-न्यूट्रॉन आणि फास्ट-न्यूट्रॉन फिशन यांसारख्या उपप्रकारांमध्ये स्लो-न्यूट्रॉन आणि फास्ट-न्यूट्रॉन फिशन, उत्स्फूर्त आणि प्रेरित असे दोन मुख्य प्रकार आहेत, जे न्यूट्रॉनच्या उर्जेवर अवलंबून आहेत.


महत्त्व

विदारणाचे महत्त्व मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा सोडण्याच्या क्षमतेमध्ये आहे, ज्याचा उपयोग विविध प्रकारच्या अनुप्रयोगांसाठी केला जाऊ शकतो. फ्रॅगमेंटेशनचे काही मुख्य उपयोग येथे आहेत:

1. अणुऊर्जा

अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये वीज निर्माण करण्यासाठी विदारण प्रक्रिया वापरली जाते. या प्रक्रियेत, विदारण प्रतिक्रियांमधून निर्माण होणारी उष्णता वाफ तयार करण्यासाठी वापरली जाते, जी टर्बाइन चालवते आणि वीज निर्माण करते. अणुऊर्जा हा उर्जेचा विश्वसनीय आणि कमी-कार्बन स्त्रोत आहे, जो हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी करण्यास आणि हवामान बदलाचा सामना करण्यास मदत करू शकतो.

2. अण्वस्त्रे

विदारण अण्वस्त्रे बनवण्यासाठी वापरले जाते, जे अत्यंत विनाशकारी आहेत आणि मोठ्या प्रमाणावर विनाश घडवू शकतात. अणुबॉम्बमध्ये विदारण प्रतिक्रियांद्वारे सोडण्यात येणारी उर्जा मोठा स्फोट घडवण्यासाठी वापरली जाऊ शकते.

3. वैद्यकीय अनुप्रयोग

रेडिएशन थेरपीसारख्या वैद्यकीय अनुप्रयोगांमध्ये फ्रॅगमेंटेशन वापरले जाते, जे कर्करोगाच्या पेशी मारण्यासाठी उच्च-ऊर्जा रेडिएशन वापरते. विदारण प्रतिक्रियांद्वारे उत्पादित किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचा उपयोग वैद्यकीय इमेजिंग आणि निदानामध्ये देखील केला जाऊ शकतो.

4. वैज्ञानिक संशोधन

अणु केंद्रक आणि उपअणु कणांच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यासाठी वैज्ञानिक संशोधनामध्ये विदारण प्रतिक्रियांचा वापर केला जातो. नवीन घटक तयार करण्यासाठी आणि अभ्यास करण्यासाठी तसेच पदार्थाच्या मूलभूत स्वरूपाचा शोध घेण्यासाठी संशोधक विदारण प्रतिक्रियांचा वापर करू शकतात.

एकंदरीत, विदारण ही ऊर्जा उत्पादन, औषध, वैज्ञानिक संशोधन आणि राष्ट्रीय संरक्षणातील विविध अनुप्रयोगांसह एक महत्त्वाची प्रक्रिया आहे. तथापि, हे लक्षात घेणे देखील महत्त्वाचे आहे की विदारण प्रतिक्रियांमुळे किरणोत्सर्गाचे धोकादायक स्तर निर्माण होऊ शकतात आणि सार्वजनिक सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी किरणोत्सर्गी सामग्रीची हाताळणी आणि विल्हेवाट काळजीपूर्वक व्यवस्थापित करणे आवश्यक आहे.


प्रक्रिया

विदारण ही अशी प्रक्रिया आहे, ज्याद्वारे अणूचे केंद्रक दोन किंवा अधिक लहान केंद्रकांमध्ये विभाजित होतात, यामुळे रेडिएशन आणि गतीज उर्जेच्या स्वरूपात मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा सोडते. विदारण प्रक्रियेचे संक्षिप्त वर्णन खालीलप्रमाणे:

1. न्यूट्रॉन शोषण : जेव्हा युरेनियम-२३५ किंवा प्लुटोनियम-२३९ सारख्या जड अणू केंद्रकाद्वारे न्यूट्रॉन शोषला जातो तेव्हा विदारण प्रक्रिया सुरू होते. न्यूट्रॉन न्यूक्लियसमध्ये शोषले जाते, ज्यामुळे ते अस्थिर होते आणि त्यामुळे कंपन होते

2. न्यूक्लियस स्प्लिटिंग : न्यूक्लियस कंप पावत असताना, तो एक गंभीर बिंदूपर्यंत पोहोचेपर्यंत तो पसरतो आणि विकृत होतो जिथे तो यापुढे त्याचा आकार राखू शकत नाही. या टप्प्यावर, न्यूक्लियसचे दोन किंवा अधिक लहान केंद्रकांमध्ये विभाजन होते, ऊर्जा आणि एक किंवा अधिक मुक्त न्यूट्रॉन सोडतात.

3. साखळी प्रतिक्रिया : सोडलेले न्यूट्रॉन नंतर इतर जड केंद्रकांशी टक्कर देऊ शकतात, ज्यामुळे ते विभाजित होतात आणि अधिक न्यूट्रॉन सोडतात. साखळी प्रतिक्रिया म्हणून ओळखली जाणारी ही प्रक्रिया जोपर्यंत टिकून राहण्यासाठी पुरेसे जड केंद्रक आणि न्यूट्रॉन अस्तित्वात आहेत तोपर्यंत चालू राहू शकतात.

4. ऊर्जा प्रकाशन : विदारण प्रक्रियेद्वारे सोडलेली ऊर्जा ही उच्च गतीचे कण, गॅमा किरण आणि गतिज उर्जेच्या स्वरूपात असते. ही ऊर्जेचा वापर अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये वीज निर्माण करण्यासारख्या विविध कामांसाठी केला जाऊ शकतो.

हे लक्षात घेणे महत्वाचे आहे की, विदारण प्रतिक्रियांमुळे किरणोत्सर्गाचे धोकादायक स्तर निर्माण होऊ शकतात आणि सार्वजनिक सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी किरणोत्सर्गी सामग्रीची हाताळणी आणि विल्हेवाट काळजीपूर्वक व्यवस्थापित करणे आवश्यक आहे.

Leave a Comment