பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! கருமைப் பிண்டம் (Dark Matter) என்றால் என்ன ?

 

(கட்டுரை: 4)

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா
 

“மனித வரலாற்றிலே சவால் தரும்  மாபெரும் தீவிர விடாமுயற்சியாகச் செய்து வருவது, பிரபஞ்சம் எப்படி இயங்குகிறது, எங்கிருந்து வந்தது என்னும் ஆராய்ச்சியாகும் !  பால்மய வீதியில் சூரிய மண்டலத்தின் ஓர் மிகச் சிறு அண்டக் கோளில் இருந்து கொண்டு, பிரமாண்டமான வடிவமுடைய பிரபஞ்சத்தை அறிந்து கொள்ள மனிதர் முனைகிறார் என்பதைக் கற்பனை செய்ய முடியவில்லை.  உலகத்திலே படைக்கப்பட்ட ஒரு சின்னப் மனிதப்பிறவி அகிலத்தின் உன்னத முழுப்படைப்பை அறிய முடியும் என்று உறுதியாக நம்புவது மகத்தானதோர் சிந்தனையாகும்.”
  
முர்ரே ஜெல்-மான் (Murray Gell-Mann) From the Book Stephen Hawking’s Universe 

பிரபஞ்சக் கூண்டுக்குள்ளே இருக்கும் புதிரான பொருட்கள் என்ன ?

காரிருள் விண்வெளி எங்கணும் குவிந்த குடைபோல் பரந்து விரிந்து கிடக்கும் பிரபஞ்சத்தின் கூண்டுக்குள்ளே சிதறிக் கிடக்கும் பொருள்கள் என்ன ?  சூரியன், சூரிய மண்டலம், சூரிய மண்டலத்தைப் போல் பல்லாயிரம் கோடி விண்மீன்களின் ஒளிக் குடும்பங்கள் கொண்ட நமது பால்மய வீதி, பால்மய வீதி போல் கோடான கோடி ஒளிமய மந்தைகள் கொண்டது பிரபஞ்சம் !  அவை எல்லாம் போக கருமையாகத் தெரியும் பரந்த கரு விண்ணில் உள்ளவைதான் என்ன ?  அவை எல்லாம் சூனிய மண்டலமா ? வெறும் இருள் மண்டலமா ? இந்தக் கேள்விக்குப் பதில் காண முயல்கிறது இந்தக் கட்டுரையின் முதற்பகுதி. 

சுமாராகச் சொல்லப் போனால் பிரபஞ்சத்தில் 75% கருமைச் சக்தி (Dark Energy), 21% கருமைப் பிண்டம் (Dark Matter) 4% தான் சூரிய மண்டலம் போன்ற ஒளிமய மந்தைகள் (Normal Matter).  சற்று விபரமாகச் சொன்னால் கருமைச் சக்தி 65%, கருமைப் பிண்டம் 30%, விண்மீன்கள் 0.5% [Stars], உலவும் ஹைடிரஜன், ஹீலியம் சேர்ந்து 4% [Free Hydrogen & Helium], கன மூலகங்கள் 0.03% [Heavy Elements], மாய நியூடிரினோக்கள் 0.3% [Ghostly Neutrinos].  இவற்றில் நமக்குப் புரியாமல் புதிராகப் இருக்கும் கருமைப் பிண்டம் என்பது என்ன ?  அதைத் தெரிவதற்கு முன் பிரபஞ்சத்தில் ஒளிச்சக்தி, ஒலிச்சக்தி, மின்சக்தி, அணுசக்தி பற்றி அறிந்த நாம் அடுத்து புதிதாகக் கருமைச் சக்தியைப் பற்றி தெரிந்து கொள்வோமா ?
   
பிரபஞ்சத்தில் கண்ணுக்குத் தெரியாத கருமைப் பிண்டங்களா ?

அகிலத்தில் நாமறிந்த அண்டங்களின் பிண்டம் உள்ளது.  அத்துடன் கருமைச் சக்தி என்னும் புதிதான ஒன்றும் உள்ளதாக அறியப்படுகிறது.  கருமைச் சக்தி என்பது பிரபஞ்சத்தை வேக நீட்சியில் விரிவுக்கும் ஓர் புதிரான விசை (Dark Energy is a mysterious Force that is accelerating the expansion of the Universe).  பிரபஞ்சத்தின் கட்டுமானச் செங்கல்களில் ஒன்றான கரும் பிண்டத்தின் கூட்டுப் பண்பாட்டை மெதுவாக்குவது (Slowing the Clustering of Dark Matter) பிரபஞ்சத்தின் தொடர் விரிவியக்கமே !  துல்லியமாக நம்மால் ஹப்பிள் விரிவின் வரலாற்றை அளக்க முடிந்து, திணிவு அமைப்பின் (Mass Structure) வளர்ச்சியை வரைபடமாக்க முடிந்தால், கருமைச் சக்தியின் பௌதிக நியதியை வகுத்திட இயலும்.  பல்வேறு நியதிகள் பல்வேறு பிரபஞ்சக் காட்சிகளை யூகித்துச் சொல்லும்.

அமெரிக்காவில் கட்டுமானமாகும் மாபெரும் LSST தொலைநோக்கி [Large Synoptic Survey Telescope (LSST), Arizona] கருமைச் சக்தியை நான்கு வித வழிகளில் ஆய்வு செய்யும்.  அவற்றின் விபரங்களைப் அடுத்த வாரம் வரும் கட்டுரைப் பத்திகளில் அறிவோம். 
 
பிரபஞ்சத்தின் கருமைப் பிண்டம் என்றால் என்ன ?

கரும் பிண்டத்தைப் பற்றிய புதிர் இருந்திரா விட்டால் பிரபஞ்சத்தின் அம்சங்களை விஞ்ஞானிகள் சிக்கலின்றி எளிதாக நிர்ணயம் செய்திருப்பார்.  தொலைநோக்கிகள் மூலம் உளவு செய்து பிரபஞ்சத்தை ஆராய்ந்ததில், கண்ணுக்குப் புலப்படாத, என்ன வென்று தெளிவாய் விளங்காத, புதிரான பண்டங்கள் சுமார் 25% கொள்ளளவில் குடியிருந்தன !  விஞ்ஞானிகள் பல்வேறு வழிகளில் பிரமாண்டமான அந்த விந்தைப் பண்டத்தை அளக்க முற்பட்டார்கள் !  நாமறிந்த அகிலக் கோள்களின் மேல் விழும் கரும் பிண்டத்தின் பாதிப்புகளைக் கண்டார்கள் விஞ்ஞானிகள்.   

1930 இல் டச் வானியல் மேதை ஜான் ஓர்ட் (Jan Oort) சூரியனுக்கருகில் விண்மீன்களின் நகர்ச்சிகளை ஆராயும் போது,  முதன்முதல் கரும் பிண்டத்தின் அடிப்படை பற்றிய தன்மையை அறிந்தார்.  அவரது அதிசய யூகம் இதுதான்.  நமது பால்மய வீதி போன்று, பல்லாயிர ஒளிமய மந்தைகள், (Galaxies) மந்தை ஆடுகள் போல் அடைபட்ட ஒரே தீவுகளாய் சிதைவில்லாமல் தொடர்ந்து நகர்கின்றன.  அதாவது அந்த மந்தை அண்டங்கள் வெளியேறாதபடி ஒன்றாய் குவிந்திருக்க மகாப் பெரும் கனமுள்ள பொருட்கள் அவற்றில் நிச்சயம் பேரளவில் இருக்க வேண்டும் என்று நம்பினார்.  அந்த கனமான பொருட்களே விண்மீன்கள் தப்பி ஓடாதபடி, காலாக்ஸின் மையத்தை நோக்கிக் கவர்ச்சி விசையால் இழுத்து வைக்கப் படுகின்றன என்று திட்டமாகக் கண்டறிந்தார்.  

fig-3-lsst-telescope-under-construction.jpg

ஜான் ஓர்ட் சூரியனுக்குப் பக்கத்தில், விண்மீன்களின் நகர்ச்சியை நோக்கிய போது, சூரிய ஒளிப் பண்டத்தை விட அத்தகைய கரும் பண்டத்தின் திணிவு மூன்று மடங்கு இருக்க வேண்டும் (Dark Matter Existed 3 times as much Bright Matter) என்னும் தனது கருத்தை வெளியிட்டார்.  பின்னர் ஆய்வுகளைத் தொடர்ந்த வானியல் வல்லுநர்கள் ஒளித்தட்டுகளையும் (Luminous Disks), காலாக்ஸிகளைச் சுற்றிலும் தெரிந்த ஒளி வளையங்களை (Halos) கண்ட போது ஓர்டின் கரும் பிண்டத்தின் அளவு உறுதியாக்கப்பட்டது.   
 
(தொடரும்)

*********************          

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) 2.  Universe 6th Edition (2002)  3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004)

1.  Astronomy Magazine : 50 Greatest Mysteries of the Universe (Aug 21, 2007)

2.  Universe By Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

3.  National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

4.  The World Book Atlas By World Book Encyclopedia Inc (1984)

5.  Scientific Impact of WMAP Space Probe Results (May 15, 2007)

6.  BBC News – Hubble Obtains Deepest Space View By Dr. David Whitehouse, Science Editor (Jan 16, 2004)

7.  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40301192&format=html (பிரபஞ்ச விரிவை நோக்கிய எட்வின் ஹப்பிள்)
8.  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40310231&format=html (ஜான் ஹெர்ச்செல் கண்டுபிடித்த பால்மய வீதி காலக்ஸி, நெபுளாக்கள்!
9.  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40211102&format=html (பிரபஞ்சப் பிறப்பை விளக்கிய ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamow (1904-1968)]
10. Cosmic Collision Sheds Light on Mystery on Dark Matter [www.dailygalaxy.com/my_weblog/2007/05/dark_matter_hub.html  (May 16, 2007)
11. “Beyond Einstein” Search for Dark Energy of the Universe
[www.dailygalaxy.com/my_weblog/2007/07/beyond-einstein.html  (July 10, 2007)
12.  Dark Matter & Dark Energy: Are they one & the Same ? Senior Science Writer [www.space.com/scienceastronomy/mystery_monday_040712.html  (April 12, 2007)
13 Dark Energy By LSST Observatory – The New Sky (www.lsst.org/Science/darkenergy.shtml)
14. Stephen Hawking’s Universe By John Boslough (1985)

******************

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) November 15, 2007

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான நூறு புதிர்கள் ! பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பு எப்படி நேர்ந்தது ?

 

(கட்டுரை: 3)

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=wPuhJ98VjoA

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=05Uh39MjZyI

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=uTxjNlIZ5jM

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=sqMAt2-ocII

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=NRhVcTTMlrM

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=uabNtlLfYyU

++++++++++++

புனித வேத நூல்களில் நாம் காணும் மேன்மையான நியதிகளை நிலைநாட்டி மெய்ப்பிக்கவே, மனித முயற்சிகள் விஞ்ஞானத்தில் மேற்கொள்ளப் பட்டன என்று எனக்குத் தோன்றுகிறது.

விஞ்ஞான மேதை ஜான் ஹெர்ச்செல் [1792-1871]

விரியும் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றி அறிய ஒரு பிறவிக் காலம் முழுதும் அர்ப்பணித்தாலும் போதாது! மறைந்து கிடக்கும் அகிலத்தின் மர்மங்கள் சிறிது சிறிதாகவே மலர்கின்றன! அநேக புதிய புதிர்களை வரப் போகும் எதிர்கால யுகங்களுக்காக, இயற்கை தனியாக வைத்துள்ளது! எல்லா மர்மங்களையும் ஒரே காலத்தில் விடுவிக்க, இயற்கை ஒருபோதும் நம்மை விடுவ தில்லை!

ஸெனேகா (முதல் நூற்றாண்டு ஞானி)

 

Inline image 1

ஜார்ஜ் காமாவ்

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பை விளக்கிய ரஷ்ய விஞ்ஞானி

பிரபஞ்சத்தின் பிறப்புக் கோட்பாடுகளில் ஒன்றான ‘பெரு வெடிப்பு நியதியை ‘ [Big Bang Theory] உறுதியாக நம்பி அதை விருத்தி செய்த முன்னோடிகளான, ரஷ்ய விஞ்ஞானி அலெக்ஸாண்டர் பிரைடுமான் [Alexander Friedmann], அமெரிக்க விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிள் [Edwin Hubble], பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி பிரெட் ஹாயில் [Fred Hoyle] ஆகியோருள் முக்கியமானவர் ரஷ்ய விஞ்ஞானி, ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gammow].

பிரபஞ்சத்தின் முழுத் தோற்றத்தைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டுமானால் அதன் மூலமான நுண்ணிய பரமாணுக்களையும், விரிந்து குமிழி போல் உப்பும் அதன் பிரமாண்ட வடிவத்தையும் பற்றிய எல்லாக் கருத்துக்களைத் தனித்தனியாக அறிய வேண்டும்! பிரபஞ்சத்தின் முதல் தோற்றம் ஒரு மாபெரும் வெடிப்பில் [Big Bang Theory] உண்டானது என்பதற்கு முதன் முதல் நிரூபணத்தைக் காட்டியவர் ஜார்க் காமாவ்! அதாவது பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பேரளவு வெடிப்பு நிகழ்ச்சி ஒன்றில் [Colossal Explosion] பிரபஞ்சம் தோன்றி விரிவடைந்து வந்துள்ளது என்ற ஒரு கருத்தை ஆதரித்து, அதற்கு விளக்கம் அளித்து மெய்ப்பித்தவர்களில் முதல்வர், ஜார்ஜ் காமாவ்! பெரு வெடிப்புக்குப் பின்பு பிரபஞ்சம்,  பின்புல நுண்ணலைக் கதிர்வீச்சை [Background Microwave Radiation] உண்டாக்கி யிருக்க வேண்டும் என்று உறுதியாகக் கூறி, அதையும் நிரூபித்துக் காட்டினார்!

 

1936 ஆம் ஆண்டுக்குப் பிறகு ஜார்ஜ் காமாவின் மிக்க விஞ்ஞானச் சாதனைகள் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் பற்றியும், விண்மீன்களின் பிறப்பு, வளர்ச்சியைப் பற்றியும் சார்ந்திருந்தன. 1939 இல் விரியும் பிரபஞ்சத்தின் மாதிரிக் [Model of the Expanding Universe] கோட்பாட்டை ஆதரித்து அதை அபிவிருத்தி செய்தார். அத்துடன் நெபுளாக் களின் பிறப்பு [Origin of Nebulae], பூதச் செம்மீன்கள் [Red Giant Stars] சக்தியை உற்பத்தி செய்யும் முறைகள் ஆகியவற்றை ஆராய்ந்தார். விண்மீன்கள் வெடிக்கும் போது, அவற்றிலிருந்து நியூட்ரினோ துகள்கள் [Neutrino Particles] வெளியேறுவதை 1940 இல் ஆய்வு செய்து, தான் ஆக்கிய பூதநோவாவின் நியூட்ரினோ நியதியை [Neutrino Theory of Supernova] வெளியீடு செய்தார்.

ஜார்ஜ் காமாவின் விஞ்ஞானச் சாதனைகள்

1948 இல் விஞ்ஞானி ரால்ஃப் ஆல்ஃபருடன் [Ralph Alpher] காமாவும் சேர்ந்து, யூகிப்பட்ட பெரு வெடிப்புக்கு [Postulated Big Bang] நிகழ்ச்சிக்கு முன்பு, பிரபஞ்சத்தின் நிலைமை என்ன என்று ஆராய்ந்ததில் எஞ்சிய நுண்ணலை வெப்பவீச்சு [Residual Microwave Radiation] இருப்பதைக் கண்டார்கள்! அவர்களது அவ்வரிய கண்டுபிடிப்பு மெய்யானது என்று 1965 இல் பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக் கழக விஞ்ஞானிகள், தாமும் கண்டு உறுதிப் படுத்தினர்!

 

விண்வெளியை வில்லாய் வளைக்க முடியுமா ? பிரபஞ்சத்தின் முடிவுக்கும் ஒழுங்கீனக் கோட்பாடு எனப்படும் ‘என்ட்ராப்பி நியதிக்கும் ‘ [Theory of Entropy] என்ன தொடர்பு ? அண்டவெளியில் ஊடுருவிச் செல்லும் ராக்கெட் ஏன் சுருங்குகிறது ? விண்மீன்கள் வெடிப்பதற்கு ஆதி அடிப்படையும், அவற்றுக்குக் காரணங்கள் என்ன வென்று நாம் அறிந்து கொண்டதின் விளைவென்ன ? சந்ததியின் மூலவிகள் [Genes] புரியும் விந்தைப் புதிர்களைப் பற்றி நவீன விஞ்ஞானம் கண்டுபிடித்தவை என்ன ? உலகத்தைப் பற்றி நாம் அறிந்ததை, ‘இலக்கங்களின் விதிப் பிரச்சனைகள் ‘ [Problems in Laws of Numbers] எவ்விதத்தில் பாதிக்கின்றன ? இத்தனை வினாக்களையும் தான் எழுதிய ‘ஒன்று, இரண்டு, மூன்று…வரம்பின்மை ‘ [One, Two, Three…Infinity] என்னும் தன் நூலில் எழுப்பியவர், ரஷ்ய அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamow]! ரஷ்யாவிலே பிறந்து அமெரிக்கக் குடியினராகிய ஜார்ஜ் காமாவ் அணுக்கரு பெளதிகம் [Nuclear Physics], பிரபஞ்சவியல் [Cosmology] பெளதிகம், மூலக்கூறு உயிரியல் ரசாயனம் [Molecular Biochemistry] ஆகிய முப்பெரும் பெரு வெடிப்பு நியதியின்படி, பிரபஞ்சம் முதற்சில இம்மி வினாடிகளில் [microseconds] அதி விரைவாக வெடித்து விரிந்து விட்டது என்று அறிவிக்கிறார்!  ஒரே ஓர் உச்சவிசை [Force] மட்டும் முதலில் இருந்து, பிரபஞ்சம் விரிந்து போய்க் குளிர்ந்ததும் அந்த ஒற்றை விசையே, பின்னால் நாமறிந்த ஈர்ப்பியல் விசை [Gravitational Force], மின் காந்த விசை [Electromagnetic Force], அணுக்கரு வலுத்த விசை [Strong Nuclear Force], அணுக்கரு நலிந்த விசை [Weak Nuclear Force] ஆகிய நான்கு பிரிவுகளாய் மாறியது!

 

 

சோப்புக் குமிழிபோல் உப்பிடும் பிரபஞ்சம்

விஞ்ஞானிகள் ஒளித்துகள் யந்திரவியலையும் [Quantum Mechanics], ஈர்ப்பியலையும் ஒருங்கே பிணைக்கும் ஒரு பொது நியதியைத் தேடி வருகிறார்கள்! இதுவரை யாரும் அதைக் கண்டு பிடிக்க முடிய வில்லை! புதிதான ‘இழை நியதி ‘ [String Theory]. அவ்விரண்டையும் பிணைக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள். ஈர்ப்பியல் விசையை மற்ற மூன்று வித விசைகளுடன் பிணைத்துக் கொள்ளத் ‘இழை நியதி ‘ முயல்கிறது! ஆனால் பெளதிக விஞ்ஞானிகள் இப்போது இந்த நான்கு வித விசை களையும் ஒருங்கே பிணைத்து விளக்கும் ‘மகா ஐக்கிய நியதி ‘ [Grand Unified Theory, GUT] ஒன்றைத் துருவிக் கண்டு பிடிக்க முற்பட்டு வருகிறார்கள்!

சோப்புக் குமிழிபோல் உப்பிடும் [Inflationary Model] பிரபஞ்சம், அந்நிலை முடிந்ததும் மெதுவாகவே விரிகிறது! கோளமாய் விரியும் பிரபஞ்சத்தின் விளிம்பு திறந்த வெளிக்கும், மூடிய வெளிக்கும் இடையே அமைகிறது! பிரபஞ்சம் திறந்த வெளியாக இருந்தால், எப்போதும் அது விரிந்து, விரிந்து, விரிந்து போய்க் கொண்டே யிருக்கும்! மூடிய விளிம்பாகப் பிரபஞ்சம் இருந்தால், அதன் விரிவு நிலை ஒரு காலத்தில் நின்று விடும்! பிறகு அது சுருங்க ஆரம்பித்து, திணிவு அடர்த்தி மிகுந்து, இறுதியில் வெடித்துச் சிதறிவிடும்! பிரபஞ்சம் மூடிய கோளமா அல்லது திறந்த வெளியா என்பது அதன் திணிவு [Density], அன்றி பளு அடர்த்தியைச் [Concentration of Mass] சார்ந்தது! பிரபஞ்சம் அடர்த்தி மிகுந்த பளுவைக் கொண்டிருந்தால், அதனை மூடிய கோளம் என்று கூறலாம்!

 

 

பிரபஞ்சத்தின் பெரு வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்கு முன்பு எந்த நிலை இருந்தது என்று, ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் [Stephen Hawking] போன்ற விஞ்ஞான மேதைகள் கேள்வி எழுப்பி யிருக்கிறார்கள்! பெரு வெடிப்பு நியதியில் பிரபஞ்சத்தின் முற்கால நிலை பற்றி எந்த விளக்கமும் இல்லை! காலக் கடிகாரமே பெரு வெடிப்பிற்கு பின்பு ஓட ஆரம்பித்திருக் கலாம்! ஆகவே பெரு வெடிப்புக்கு முன்பு என்ன இருந்திருக்கும் என்று எழும் கேள்வி களுக்கு ஒருகாலத்தில் பதில் கிடைக்கலாம் !

பெரு வெடிப்பு நியதியை மெய்ப்படுத்தும் நிகழ்ச்சிகள்

பிரபஞ்சம் பெரு வெடிப்பிற்குப் பிறகு விரிந்து கொண்டே குளிர்ந்து போகிறது. பெரு வெடிப்பிற்கு ஓரு வினாடி கழித்துப் புரோட்டான்கள் உண்டாயின. முதல் மூன்று நிமிடங்களில் புரோட்டான், நியூட்ரான்களும் பிணைந்து, ஹைடிரஜனுடைய ஏகமூலமான [Isotope] டியூடிரியம் [Deuterium], அடுத்து எளிய மூலகங்களான ஹீலியம், லிதியம், பெரிலியம், போரான் [Helium, Lithium, Beryllium, Boron] ஆகியவை உண்டாயின! விண்வெளியில் மித மிஞ்சிய அளவு ஹீலியம் இருப்பது, பெரு வெடிப்பு நியதியை மெய்ப்படுத்தி உறுதிப் படுத்துகிறது. டியூடிரியம் பிரபஞ்சத்தில் பேரளவில் பரவி யிருப்பது, அகிலத்தின் அண்டத் திணிவைக் [Density of Matter] கணிக்க அனுகூலமாய் இருக்கிறது!

 

பெரு வெடிப்பு ஏற்பட்டு ஒரு மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பிரபஞ்சத்தின் உஷ்ணம் 3000 டிகிரி C அளவுக்குக் குறைந்தது! அப்போது புரோட்டான்களும் எலக்டிரான்களும் சேர்ந்து ¨ஹைடிரஜன் அணுக்கள் உண்டாயின. ஹைடிரஜன் அணுக்கள் ஒளியின் குறிப்பிட்ட சில அலை நீளங்கள், நிறங்கள் ஆகியவற்றை எழுப்பவோ அன்றி விழுங்கவோ செய்யும்! அவ்வாறு உண்டான அணுக்கள், தனித்த எலக்டிரான்ளுக்கு இடையூறு செய்யும், ஒளியின் மற்ற அலை நீளங்களை வெகு தூரத்திற்கு அப்பால் தள்ளி விடுகின்றன. இந்த மாறுதல் வெப்பவீச்சை விடுவித்து இன்று நாம் காணும்படிச் செய்கிறது! பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு குளிர்ந்த அந்த ‘அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சு ‘ [Cosmic Background Radiation] சுமார் 3 டிகிரி Kelvin [3 K (-273 C/-454 F)]. 1964 இல் முதன் முதல் அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சைத் தேடிக் கண்டு பிடித்த அமெரிக்க வானியல் மேதைகள் இருவர்: ஆர்னோ பென்ஸையாஸ், ராபர்ட் வில்ஸன் [Arno Penzias & Robert Wilson].

பெரு வெடிப்புக்குப் பிறகு பின்புல வெப்ப வீச்சு

1989-1993 ஆண்டுகளில் தேசிய வானியல் விண்வெளி ஆணையகம், நாசா [NASA, National Aeronautics & Space Administration] ‘அகிலப் பின்புல உளவி ‘ [Cosmic Background Explorer, COBE] என்னும் விண்வெளிச் சிமிழை [Spacecraft] ஏவி, அண்ட வெளியில் அகிலப் பின்புல வெப்பவீச்சைத் தளப்பதிவு [Mapping] செய்தது. அந்த தளப்பதிவு ‘பெரு வெடிப்பு நியதி ‘ முன்னறிவித்தபடி மிகத் துள்ளியமாக பின்புல வெப்ப வீச்சு அடர்த்தியை [Intensity of the Background Radiation] உறுதிப் படுத்தியது! அத்துடன் அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சு சீராக நிலவாது [Not Uniform], சிறிது மாறுபட்டுக் காணப் பட்டது! அந்த மாறுதல்கள் பிரபஞ்சத்தில் காலக்ஸிகள் [Galaxies], மற்ற அமைப்பாடுகளின் வளர்ச்சிக்கு அடிப்படையாய்க் கருதப் படுகின்றன!

 

 

பின்புல வெப்பவீச்சு பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பிற்குப் பிறகு எஞ்சிய நீண்ட கால விளைவு! ஜெர்மன் விஞ்ஞானி மாக்ஸ் பிளான்க் [Max Planck (1858-1947)] கருங்கோளக் கதிர்வீச்சை [Black Body Radiation] ஆராய்ந்து எழுதிய, ‘பிளான்க் கதிர்வீச்சுக் கணிப்பாடு [Planck ‘s Radiation Formula] மூலம் உட்சிவப்பு, நுண்ணலை, வானலை [Infrared, Microwave, Radio Waves] ஆகியவற்றின் அலை நீளங்களைத் தனியே கணக்கிட்டு விடலாம்! அவற்றின் கூட்டமைப்பே பின்புலக் கதிர்வீச்சுகளின் அடர்த்தியாகக் [Intensity of Background Radiation] காணப் படுகிறது. ‘ஓர் குறித்த உஷ்ண நிலையில் கதிர்வீச்சு அடர்த்திக்கும், அதன் அலை நீளத்திற்கும் உள்ள ஓர் ஒப்பான உறவை ‘ மாக்ஸ் பிளான்க் வளைகோடு முன்னறிவிக்கிறது. பெரு வெடிப்பின் பின் தங்கிய பின்புலக் கதிர்வீச்சு 3 டிகிரி K [-270 C/-450 F] உஷ்ண நிலையில், மாக்ஸ் பிளான்க் முன்னறிவித்த வளைகோட்டை வியக்கத் தக்கவாறு ஒத்துள்ளது! ஏறக்குறைய பின்புலக் கதிர்வீச்சு பிரபஞ்சத்தில் எத்திசையிலும் ‘சம வெப்பநிலை ‘ [Isotropic State] கொண்டுள்ளதாக அறியப் படுகிறது.

ஆழ்வெளியில் ஒளிவீசும் பால்மய காலக்ஸி, நெபுளாக்கள்

ஆதியின் முதல் பிரளயமாய்த் தோன்றிய பெரு வெடிப்பின் [Big Bang] விளைவாய் 10 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் பிறந்தவையாக காலக்ஸிகள் கருதப் படுகின்றன! பிரபஞ்ச வெளியில் விண்மீன் மந்தைகள் கொண்ட காலக்ஸிகள் சீரான அமைப்புத் தீவுகளாய் உண்டாக வில்லை! அகிலத்தின் ஆக்கிரமிப்பு விசையான ஈர்ப்பியல் [Gravitation] பண்பு இழுத்து இணைத்துக் கொண்ட தீவுக் கூட்டங்களாய் அவை தென்படுகின்றன! ஒரு பில்லியன் ஒளிமயத் தீவுகள் அல்லது விண்மீன் பூத மந்தைகள் [Giant Clusters of Stars] பிரபஞ்சத்தில் உள்ளதாக ஊகிக்கப் படுகிறது. அந்த ஒளிமயத் தீவுகளே காலக்ஸிகள் [Galaxies] என்று விஞ்ஞானிகளால் அழைக்கப் படுபவை.

fig-1f-the-forces-of-nature.jpgஒவ்வொரு காலக்ஸியிலும் 100 பில்லியன் விண்மீன்கள் கூடி யுள்ளன என்று கணிக்கப் பட்டுள்ளது! அத்தகைய ஒரு சுய ஒளிமீனே நமக்குச் சுடர்தரும் பரிதி! நமது சூரிய மண்டலம் நகரும் காலக்ஸியைக் கொண்ட பால்மய வெளியில் [Milky Way] ஏராளமான மற்ற காலக்ஸிகளும் இருக்கின்றன! காலக்ஸிகளின் இடைவெளிகள் நினைத்துப் பார்க்க முடியாத தொலைவு தூரம்! நமது பால்மய வீதிக்கு நெருங்கிய காலக்ஸி 1.9 மில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது! [Light Years -Distance light covers in a year at the rate of 186000 miles/sec]. காலக்ஸித் தீவுகள் நீள்வட்ட உருவத்திலோ அல்லது சுருள் வடிவத்திலோதான் [Elliptical or Spiral Shape] தோன்றும்! ஒருவித ஒழுங்கு வடிவமும் இல்லாத காலக்ஸிகள், பிரபஞ்சத்தில் மிக மிகக் குறைவு.

பிரபஞ்ச விரிவு பற்றி மாறான ஐன்ஸ்டைன் கருத்து.

1915 ஆம் ஆண்டில் ஒப்பியல் நியதியை ஆக்கிய ஆரம்ப சமயத்தில் ஐன்ஸ்டைன் பிரபஞ்சம் நிலையானது என்று நம்பினார்! பெரு வெடிப்பு நியதி வெளியாகி, பிரபஞ்சம் சோப்புக் குமிழிபோல் உப்பி விரிகிறது என்னும் கருத்தை முதலில் ஐன்ஸ்டைன் ஒப்புக் கொள்ளத் தயங்கினார்! அவரது பொது ஒப்பியல் நியதித் தளவியல் சமன்பாடு களின் தீர்வுகளிலிருந்து பெரு வெடிப்பு நியதி தோன்ற ஓர் கூட்டமைப்பு [Framework] உருவானது. ஆனால் பல ஆண்டுகளுக்குப் பின் இன்றும் ஒப்பியல் நியதியின் பல விபரங்கள் மாற்றப் பட்டு வருகின்றன! நியதிச் சமன்பாட்டில் பிரபஞ்சம் விரிகிறதா அல்லது சுருங்குகிறதா என்பதை விளக்க வந்த இடத்தில்,  ஐன்ஸ்டைன் ஓர் நிலை யிலக்கத்தைச் [Constant] சேர்த்ததால், விரிவும் சுருக்கமும் கழிவு பட்டுப் போயின! பின்னால் பிரபஞ்சம் விரிகிறது என்ற கருத்துக்கள் உறுதியான போது, அகில நிலை யிலக்கத்தைச் [Cosmological Contant] இடையில் நுழைத்தது, ‘தனது மாபெரும் தவறு ‘ என்று ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் ஒப்புக் கொண்டார்!

 

Big Bang Events -1

(தொடரும்)

*********************

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) 2.  Universe 6th Edition (2002)  3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004)

1.  Astronomy Magazine : 50 Greatest Mysteries of the Universe (Aug 21, 2007)

2.  Universe By Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

3.  National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

4.  The World Book Atlas By World Book Encyclopedia Inc (1984)

5.  Scientific Impact of WMAP Space Probe Results (May 15, 2007)

6.  BBC News – Hubble Obtains Deepest Space View By Dr. David Whitehouse, Science Editor (Jan 16, 2004)

7.  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40301192&format=html (பிரபஞ்ச விரிவை நோக்கிய எட்வின் ஹப்பிள்)
8.  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40310231&format=html (ஜான் ஹெர்ச்செல் கண்டுபிடித்த பால்மய வீதி காலக்ஸி, நெபுளாக்கள்!
9.  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40211102&format=html (பிரபஞ்சப் பிறப்பை விளக்கிய ஜார்ஜ் காமாவ் (George Gamow1904-1968)

10.  http://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=pia18913

11.  http://www.spacedaily.com/reports/Cosmology_Late_news_from_the_Big_Bang_999.html  [February 9, 2015]

******************

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) February 11, 2015

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான நூறு புதிர்கள் ! பிரபஞ்சம் எத்தனை பெரியது ?


 

(கட்டுரை: 2)

 

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

பிரபஞ்சம் சோப்புக் குமிழிபோல்
விரிகிறது எது ஊதி ?
பரிதி மண்டலக் கோள்களை
கவர்ச்சி விசை
ஈர்க்கிறது எது ஓதி ?
சுருள் சுருளாய்
ஆக்டபஸ் கரங்களில்
ஒட்டிக் கொண்ட
ஒளிமயத் தீவுகள் நகரும்
கால வெளியில் எது ஆதி !
ஓயாத
பாய்மரப் படகுகளின்
உந்து சக்தியை
அலைகள் எதிர்க்க மாட்டா !
விலக்கு விசைப் பயணத்தில்
ஒளிமய மந்தைகள்
உலாவும் குமிழி !
கலியுகத்தில் மனிதன் படைத்த
அகிலவலை யுகத்தில்
திரும்பவும்
பொரிக் கோள மாகும்
பிரபஞ்சம் !

++++++++++

“பிரபஞ்சத்தின் முழுத் தோற்றம் அது கொண்டுள்ள அண்டப் பொருட்களின் கூட்டுத் தொகையை விடப் பெரியது !”

********

பிரபஞ்ச மெய்ப்பாடுகளைத் தேடிச் செல்லும் நமது விஞ்ஞான விதிகள் எல்லாம் குழந்தைதனமாய் முதிர்ச்சி பெறாத நிலையில் உள்ளன !  ஆயினும் அவைதான் நமது ஒப்பற்ற களஞ்சியமாக உதவிடக் கைவசம் இருக்கின்றன !

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879-1955) 

கிறித்துவத் தேவாலயம் விஞ்ஞானிகளைச் சமயப் பகைவர்கள் என்ற தரத்தில் எடை போட்டிருக்கிறது !  ஆனால் பிரபஞ்ச ஒழுங்கமைப்பை உறுதியாக நம்பும் அவர்கள்தான் உண்மையான மதச்சார்பு மனிதர்கள் !

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்

இதுவரை வானியல் விஞ்ஞானிகள் காணாத பூர்வீக ஒளிமய மந்தையை (Galaxy), விண்வெளியில் ஊர்ந்து செல்லும் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி நெடுந்தூரத்தில் படமெடுத்து அனுப்பியுள்ளது.

டாக்டர் டேவிட் ஒயிட்ஹௌஸ் பி.பி.ஸி விஞ்ஞான பதிப்பாசிரியர் (ஜனவரி 16, 2004)

விண்டுரைக்க அறிய அரியதாய்
விரிந்த வானவெளி யென நின்றனை !
அண்ட கோடிகள் வானில் அமைத்தனை !
அவற்றில் எண்ணற்ற வேகம் சமைத்தனை !
மண்டலத்தை அணுவணு வாக்கினால் வருவ தெத்தனை
அத்தனை யோசனை அவற்றிடை வைத்தனை !

மகாகவி பாரதியார் 

ஹப்பிள் தொலைநோக்கி கண்ட பூர்வீக அகிலக் காலாக்ஸி

2003 செப்டம்பர் முதல் நான்கு மாதங்கள் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி தொடர்ந்து கூர்மையாய்ப் பார்த்து 2004 ஜனவரி 16 ஆம் தேதி பிரபஞ்ச விளிம்பிலே ஓரிடத்தில் படம் பிடித்து அனுப்பிய காலாக்ஸியின் பிம்பம் மகத்தானது !  அது பிரபஞ்சத் தேடல் வரலாற்றில் ஒரு மைல் கல்லாகிப் பிரபஞ்சத்தின் பரிமாணத்தை ஓரளவு துல்லியமாய்க் கணக்கிட ஓரரிய வாய்ப்பளித்தது !  2003 செப்டம்பர் முதலே ஹப்பிள் விண்ணோக்கி விண்வெளியில் அக்குறியை நோக்கிக் கண்வைக்க ஏற்பாடு செய்தவர் வானியல் விஞ்ஞான ஆளுநர், ஸ்டீவன் பெக்வித் [Steven Beckwith Director Space Science Institute].  அவரின் குறிக்கோள் பிரபஞ்சத்தில் நெடுந்தூரத் துளை ஒன்றையிட்டு மிக மங்கலான பூர்வீகக் காலாக்ஸி ஒன்றை ஆராய வேண்டும் என்பதே !  அப்பணியைத் துல்லியமாகச் செய்ய “ஹப்பிள் நெடுந்தூர வெளிநோக்கி” [Hubble Deep Field (HDF)] கருவி பயன்படுத்தப்பட்டது.  ஹப்பிள் படமெடுத்த அந்த பூர்வ காலாக்ஸியின் ஒளிப் பண்பாடுகள், வாயுப் பண்டங்கள் ஆராயப் பட்டதின் மூலன் அதன் வயதைக் கணிக்கிட முடிந்தது.  அந்த விண்வெளி இடத்தின் ஒளியாண்டு தூரம் [Distance in Light Years (ஒளி ஓராண்டில் செல்லும் தூரம்)] கணிப்பாகிப் பிரபஞ்சத்தின் அந்த விளிம்பின் தோற்ற காலம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது !

பிரபஞ்சம் எத்தனை பெரிய வடிவம் உடையது ?

யுக யுகமாகக் கேட்கப்படும் ஒரு கேள்வி “பிரபஞ்சத்தின் பரிமாணம் என்ன ?” என்பதே.  அதன் பரிமாணத்தை அளப்பதற்கு எந்த அளவுகோலைப் பயன்படுத்துவது என்று இரண்டு வானியல் விஞ்ஞான வல்லுநர்கள் தர்க்கம் புரிந்தனர் !  ஒருவரின் பெயர் ஹார்லோ ஷேப்லி [Harlow Shapley]. இரண்டாமவரின் பெயர் ஹெர்பர் கெர்டிஸ் [Herber Curtis].  நடந்த இடம்: சுமித்ஸோனியன் கண்காட்சிக் கூடம், இயற்கை வரலாற்றுப் பகுதி அரங்கம். வாஷிங்டன். டி.சி. [Natural History Museum Smithsonian Institution Washington. D.C.]  1920 ஆண்டு ஏப்ரல் தர்க்கம் நிகழ்ந்த காலம்.  அதற்குச் சில ஆண்டுகளுக்கு முன்புதான் அமெரிக்க வானியல் நிபுணர் எட்வின் ஹப்பிள் (1889-1953) காலாக்ஸிகளின் இயல்பான பண்பாடுகளை தொலைநோக்கி மூலம் கண்டுபிடித்து எழுதினார்.

ஹெர்பர் கர்டிஸ் கூறியது:  அகிலமானது (The Cosmos) பல்வேறு தனித்தனி பிரபஞ்சத் தீவுகளைக் (Islands of Universes) கொண்டது.  அதாவது சுருள் நிபுளாக்கள் [Spiral Nubulae or Galaxy] என்பவை நாம் வாழும் பால்மய வீதி (Milky Way) காலாக்ஸிக்கும் வெகு தூரத்துக்கு அப்பால் இருக்கிறது என்னும் அனுமானத்தில் தர்க்கம் செய்தார்.  ஹார்லோ ஷேப்லி சொல்லியது:  “சுருள் நிபுளாக்கள் என்பவை பால்மய வீதியின் வாயு முகில்களே.”  அத்துடன் பரிதியின் இடத்தைப் பிரபஞ்சத்தை முழுமையாகக் கருதிப் பால்மய வீதியின் விளிம்பில் கொண்டு வைத்தார்.  ஆனால் கர்டிஸ் பரிதியை காலாக்ஸியின் மத்தியில் வைத்தார். கர்டிஸ் பிரபஞ்சத்தின் பேரளவைப் பற்றிக் கூறியது உண்மையாக ஏற்றுக் கொள்ளப் படுகிறது.  ஆனால் பரிதியானது பால்மய வீதியின் மத்தியில் உள்ளது என்பது தவறென அறியப்பட்டது.  ஷேப்லி கூறியபடி பால்மய வீதியின் விளிம்பில் பரிதி இருப்பது மெய்யென நம்பப் படுகிறது.  அதே சமயத்தில் ஷேப்லி சொன்ன சிறிய பிரபஞ்சம் என்பது தவறாக ஒதுக்கப்பட்டது.

எழுபத்தியைந்து ஆண்டுகள் கடந்து மீண்டும் தர்க்கம்

பல்வேறு காலாக்ஸிகளைக் கண்டுபிடித்த பிறகு மீண்டும் 1996 ஆம் ஆண்டில் பிரபஞ்சத்தின் பரிமாணத்தின் மீது தர்க்கம் எழுந்தது.  பிரபஞ்சத்தின் வயதுக்கும் அதன் பரிமாணத்துக்கும் ஓர் உடன்பாடு உள்ளது.  இரண்டும் ஹப்பிள் நிலையிலக்கத்தின் (Hubble Constant) மூலம் கணிக்கப்பட்டவை.  விண்மீன்கள் பூமியை விட்டு விலகிச் செல்லும் வேக வீதத்தை அறிந்து கொண்டு ஹப்பிள் நிலையிலக்கம் நிர்ணயமாகும்.  அதாவது காலாக்ஸி தொடர்ந்து மறையும் வேகத்தை அதன் தூரத்தால் வகுத்தால் வருவது ஹப்பிள் நிலையிலக்கம். அந்த நிலையிலக்கின் தலைகீழ் எண்ணிக்கை [Reciprocal of the Hubble Constant] பிரபஞ்சத்தின் வயதைக் காண உதவும்.  அப்போது தர்க்கத்தில் கலந்து கொண்டவர் சிட்னி வான் டன் பெர்க் (Sidney Van den Bergh) & கஸ்டாவ் தம்மன் (Gustav Tammann).

வானியல் நிபுணர் சிட்னி தன் தொலைநோக்கிக் கண்டுபிடிப்புகள் மூலம் பெரிய ஹப்பிள் நிலையிலக்க மதிப்பைக் (Hubble Constant: 80 km/sec/Mpc) (படத்தில் Mpc பற்றி விளக்கம் உள்ளது) கூறினார்.  அதாவது ஓர் இளைய வயது, சிறிய வடிவுப் பிரபஞ்சத்தை அவர் சான்றுகளுடன் விளக்கினார்.  ஆனால் கஸ்டாவ் தன் கண்டுபிடிப்புகள் மூலம் ஒரு சிறிய ஹப்பிள் நிலையிலக்கத்தை (சுமார்: 50 km/sec/Mpc) கணித்தார்.  அதாவது அவரது பிரபஞ்சம் பூர்வீகமானது ! பிரமாண்டமானது !  இவர்கள் இருவரது கணிப்பு எண்ணிக்கைகள் போதாத சான்றுகளால் உருவாக்கப் பட்டதால், அவரது கொள்கைகளும் முழுவதும் ஏற்றுக் கொள்ளப் படவில்லை !

பிரபஞ்சத்தின் முடிவான பரிமாணத் தீர்மானங்கள் 

கடந்த நூற்றாண்டுக் கண்ணோக்க முடிவுகளிலிருந்து, பிரபஞ்சத்தின் பரிமாண எல்லைகளை ஓரளவு வரையறுக்க முடியும்.  உலகிலே இருக்கும் ஆற்றல் மிக்க தொலைநோக்கிகளின் பதிவுகளை ஒழுங்குபடுத்தி ஆராய்ந்ததில், வானியல் வல்லுநர்கள் 10-12 பில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் இருக்கும் காலாக்ஸிகளைப் பார்க்க முடிந்தது.  (ஓர் ஒளியாண்டு = 6 டிரில்லியன் மைல் அல்லது 10 டிரில்லியன் கி.மீ.)  ஆதலால் மனிதக் கண்ணோக்கு வானத்தில் (Human Vision Horizon) 24 (12+12) மில்லியன் ஒளியாண்டு விட்ட முள்ள பிரபஞ்ச வெளியை நாம் காண முடிகிறது !

ஆனால் அந்தப் பரிமாண பிரபஞ்சம் பூதளத்தில் நிற்கும் மனிதக் கண்களுக்கு மட்டுமே ஏற்ற முறையில் இருக்க முடியும்.  ஆனால் விண்வெளியில் நகரும் காலாக்ஸியில் ஒருவர் நின்று விண்வெளி விளிம்பைப் பார்த்தால் எத்தனை அளவுப் பேரளவு பிரபஞ்சம் தெரியும் என்பது அறியப் படவேண்டும்.  நிச்சயமாக நமது பூதள அரங்கிலிருந்து பார்க்கும் பிரபஞ்சத்தை விட, காலாக்ஸியில் நின்று பார்ப்பவருக்குப் பிரபஞ்சம் பேரளவு பெரிதாகத் தென்படும்.

அத்தகைய “வீக்க நியதியை” (Inflation Hypothesis) எடுத்துச் சொன்ன எம்.ஐ.டி. நிபுணர் அலன் கத் (M.I.T.’s Alan Guth) தனது கருத்துக்கு விளக்கம் தந்தார்.  மிக இளமையான பிரபஞ்சம் தீவிரமாய் உப்பிப் பெருகியிருக்க வேண்டும் என்றார்.  அதாவது ஒப்புமையாகக் கூறினால் அணு வடிவிலிருந்த பிரபஞ்சம் ஒரு நொடியில் பலமடங்கு பெருத்துப் பந்தளவுக்கு பலூனாய் உப்பியது !  அத்தகைய அகில வீக்கம் ஒன்று ஏற்பட்டிருந்தால் நமது தற்கால உளவுச் சாதனங்களிலிருந்து ஒரு பேரளவுள்ள பிரபஞ்சத்தை எதிர்பார்க்கலாம் !

பிரபஞ்சத்தின் குறைந்தளவுப் பரிமாணக் கணிப்பு என்ன ?

அலன் கத்தின் வீக்க நியதியில் ஒரு பெரும் ஐயம் எழுகிறது !  அவ்விதம் கண்ணுக்குத் தெரியாமல் அகில வானுக்கு அப்பால், காலவெளித் தொடர்வாக (Space-Time Continuum) எழுந்த வீக்கம் ஒன்றா ? இரண்டா ? மூன்றா ? முன்னூறா ? மூவாயிராமா ? அல்லது முடிவில்லா எண்ணிக்கையா ? அந்த வினாவுக்கு விடை இல்லாததால் அந்தக் கொள்கையும் தர்க்கத்துக்குள் வீழ்ந்தது.  அந்த நியதி மெய்யானால் நமக்கு தெரியாமல் இருந்து, நம்மால் நிரூபிக்க முடியாத இன்னும் பல பிரபஞ்சங்கள் இருந்திட லாம் !  ஆனால் தற்போதுள்ள தொலைநோக்குச் சாதனங்களிலிருந்து விஞ்ஞானிகள் தீர்மானமாக அறிவது நாமிருக்கும் பிரபஞ்சத்தின் குறுக்களவு குறைந்தது 150 பில்லியன் டிரில்லியன் மைல்கள் !  அதாவது அதன் விட்டம் 25 பில்லியன் ஒளியாண்டுக்கு (25 Billion Light Years Diameter) மிகையாக இருக்கலாம் என்பதே !

(தொடரும்)

*********************

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) 2.  Universe 6th Edition (2002)  3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004)

1.  Astronomy Magazine : 50 Greatest Mysteries of the Universe (Aug 21, 2007)

2.  Universe By Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

3.  National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

4.  The World Book Atlas By World Book Encyclopedia Inc (1984)

5.  Scientific Impact of WMAP Space Probe Results (May 15, 2007)

6.  BBC News – Hubble Obtains Deepest Space View By Dr. David Whitehouse, Science Editor (Jan 16, 2004)

******************

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) November 8, 2007

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பிரபஞ்சத்தின் வயதென்ன ?

fig-1-our-milkyway.jpg

 (கட்டுரை: 1)

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா
 

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பில்
பொரி உருண்டை
சிதறிச் சின்னா பின்னமாகித்
துண்டமாகித் துணுக்காகித் தூளாகி
பிண்டமாகிப் பிளந்து
அணுவாகி,
அணுவுக்குள் அணுவாகித்
துண்டுக் கோள்கள் திரண்டு, திரண்டு
அண்டமாகி,
அண்டத்தில் கண்டமாகித்
கண்டத்தில்
துண்டமாகிப் பிண்டமாகி,
பிண்டத்தில் பின்னமாகிப்
பிளந்து, பிளந்து தொடர்ப் பிளவில்
பேரளவுச் சக்தியாகி
மூலமாகி, மூலக்கூறாகிச்
சீராகிச் சேர்ந்து
நுண்ணிய அணுக்கருக்கள்
கனப்பிழம்பில்
பின்னிப்
பிணைந்து, பிணைந்து பேரொளியாகிப்
பிரம்மாண்டப் பிழம்பாகி,
பரிதிக் கோளாகி,
பம்பரமாய் ஆடும் பந்துகளை,
ஈர்ப்பு வலையில் சூரியனைச் சுற்றிக்
கும்பிட வைத்து
அம்மானை ஆடுகிறாள்
அன்னை !

“விஞ்ஞானத்துறை போலி நியதிகளில் [Myths] முதலில் துவக்கமாகி, பிறகு அந்நியதிகள் அனைத்தும் திறனாயப்பட வேண்டும்.”

டாக்டர் கார்ல் போப்பர், ஆஸ்டிரியன் பிரிட்டீஷ் வேதாந்தி, பேராசிரியர் (Dr. Karl Popper)

“பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிப் புரிந்துகொள்ள முடியாத பிரச்சனை என்ன வென்றால், அதை நாம் அறிந்து கொள்ள இயலும் என்னும் திறன்பாடு.”

டாக்டர் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879-1955) 

பிரபஞ்சத்தில் ஒளிந்திருக்கும் எண்ணற்ற புதிர்களில் ஒரு புதிரை விடுவிக்கப் போனால், ஒன்பது புதிர்கள் எழுகின்றன.”

கட்டுரை ஆசிரியர்.

பூமியின் வயதென்ன ?  சூரியன் வயதென்ன ?

வற்றாத நீரும், வளமான நிலமும், வாயு மண்டலமும் சூழ்ந்து உயிரினமும், பயிரினமும் வளர்ந்து வரும் நாமறிந்தும், அறியாத விந்தை மிகும் அண்டகோளம் நாம் வசிக்கும் பூகோளம் ஒன்றுதான் !  அந்த கோளம் சுற்றிவரும் சூரியன் ஓர் சுயவொளி விண்மீன்.   அத்தகைய கோடான கோடி சுயவொளி விண்மீன்களைக் கொண்டது “காலக்ஸி” (Galaxy) எனப்படும் “ஒளிமய மந்தை.”  பால்மய வீதி (Milky Way) எனப்படும் நமது ஒளிமய மந்தை பிரபஞ்சத்தின் மில்லியன் கணக்கான காலாக்ஸிகளில் ஒன்று !  புதன், வெள்ளி, பூமி, சந்திரன், செவ்வாய், வியாழன், சனி, யுரேனஸ், நெப்டியூன் போன்ற அண்ட கோளங்கள் ஈர்ப்பு விசைகளால் இழுக்கப்பட்டுச் சூரிய குடும்பத்தில் கூட்டாக இருந்தாலும், பிரபஞ்சம் ஏதோ ஓர் விலக்கு விசையால் பலூன் போல் உப்பி விரிந்து கொண்டே போகிறது !

பூமி சுமார் 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பாக தோன்றியது என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள்.  அந்த நாள் முதலாக பூமியின் தளவடிவம் தொடர்ந்து மாறுபட்டு வந்திருக்கிறது என்றும் நாம் அறிகிறோம்.  பூமியின் மிக்க முதுமையான பாறை மூலகத்தின் கதிரியக்கத் தேய்வை ஆராயும் போது, (Radioactive Decay of Elemets) புவியின் வயது 3.8 பில்லியன் என்று விஞ்ஞானிகள் கணிக்கிட்டிருக்கிறார்கள்.  மேலும் பூமியில் விழுந்த மிகப் புராதன விண்கற்களின் (Meteorites) மூலகக் கதிரியக்கத் தேய்வை ஆய்ந்த போது, சூரிய குடும்பத்தில் பூமியின் வயது 4.6 பில்லியன் என்று இப்போது தெளிவாக முடிவு செய்யப் பட்டிருக்கிறது. 

சூரிய குடும்பத்தை ஆட்சி செய்யும் வேந்தாகிய பரிதி எப்போது தோன்றியது ?  பரிதியின் பிளாஸ்மா (Plasma) ஒளிப்பிழம்பு வெப்பத்தையும், விளைந்த வாயுக்களையும் கணிக்கும் போது, சூரியனின் வயது 10 பில்லியன் ஆண்டுகளாக இருக்கலாம் என்று கருதப்படுகிறது.  சூரிய குடும்பத்தைப் போல் கோடான கோடி சுயவொளி விண்மீன்களைக் கொண்ட ஒளிமய மந்தைகள் எப்போது உருவாயின ?  கோடான கோடி ஒளிமய மந்தைகளைச் சுமந்து செல்லும் பிரபஞ்சம் எப்போது தோன்றியது ?  உப்பி விரியும் பிரபஞ்சக் குமிழி எத்தனை பெரியது ?  பிரம்மாண்டமான பிரபஞ்சத் தோற்றம் எப்படி உருவானது ?  எப்படி ஒளிமய மந்தை என்னும் காலாக்ஸிகள் உண்டாயின ?  பூமியிலே வாழும் நாம் மட்டும்தானா மானிடப் பிறவிகளாக இருந்து வருகிறோம் ?  முடிவிலே பூதள மாந்தருக்கு என்ன நேரிடும் ?  அப்புதிர் வினாக்களுக்கு இத்தொடர்க் கட்டுரைகள் ஒரளவு விடைகளைச் சொல்லப் போகின்றன.

விண்வெளி விஞ்ஞானம் விருத்தியாகும் மகத்தான யுகம்

விண்வெளி ஏவுகணைகள் பாய்ந்து செல்லும் இருபதாம் நூற்றாண்டில் பிறந்த இளைஞ ரெல்லாம் பல விதங்களில் பெருமைப்பட்டுக் கொள்ளலாம்.  முக்கியமாக விண்வெளி விஞ்ஞானம் பேரளவில் விருத்தி அடையும் ஒரு மகத்தான யுகத்திலே உதித்திருக்கிறோம்.  வெண்ணிலவில் தடம் வைத்து மீண்ட மனிதரின் மாபெரும் விந்தைகளைக் கண்டோம் !  அடுத்து இன்னும் பத்துப் பதினைந்து ஆண்டுகளில் மனிதரின் மகத்தான தடங்கள் செவ்வாய்த் தளத்திலேயும் பதிவாகப் போகின்றன என்று நினைக்கும் போது நமது நெஞ்ச மெல்லாம் துள்ளிப் புல்லரிக்க வில்லையா ? 

பூதளத்தில் தோண்டி எடுத்த பூர்வ மாதிரிகளையும், உயிரின எலும்புக் கூடுகளையும் சோதித்து கடந்த 100,000 ஆண்டு முதல் வாழ்ந்து வந்த மானிடரின் மூல தோற்றத்தைக் காண முடிகிறது !  5000 ஆண்டுகளுக்கு முன்னே நாகரீகம் தோன்றி கிரேக்க, ரோமானிய, எகிப்த், இந்திய, சைன கலாச்சாரங்களை அறிய முடிந்தது.  பிரபஞ்சத்தின் பல்வேறு பூர்வப் புதிர்களை விடுவிக்க பல்லாயிரம் ஆண்டுகளாக மானிடச் சித்தாந்த ஞானிகள் முயன்று எழுதி வந்திருக்கிறார்கள்.  சிந்தனைக்குள் சிக்கிய மாபெரும் சில புதிர்கள் விடுவிக்கப் பட்டாலும் பல புதிர்கள் இன்னும் அரைகுறையாக விடுவிக்கப் படாமல்தான் தொங்கிக் கொண்டிருக்கின்றன ! 

பிரபஞ்சத்தின் பல புதிர்களில் ஒரு புதிரை விடுவிக்கப் போனால் ஒன்பது புதிர்கள் முளைக்கின்றன. பரமாணுக்களில் நுண்ணிய நியூடிரினோ துகள்கள் (Neutrino Particles) எப்படி விண்வெளியில் உண்டாகின்றன ?  காமாக் கதிர் வெடிப்பு (Gamma Ray Bursts) என்றால் என்ன ?  செவ்வாய்க் கோளின் தளப்பகுதி ஏன் வரண்டு போனது ?  அகிலக் கதிர்கள் (Cosmic Rays) எங்கிருந்து வருகின்றன ?  பிரபஞ்சத்தைப் புதிய “நூலிழை நியதி” (String Theory) கட்டுப்படுத்துகிறதா ?  ஈர்ப்பாற்றல் அலைகளை (Gravitational Waves) உருவாக்குவது எது ?  இந்தக் கிளைப் புதிர்களுக்கும் விஞ்ஞானிகள் விடைகாண வேண்டிய நிர்ப்பந்தம் இப்போது ஏற்பட்டது.

இப்புதிர்களுக்குக் கட்டுரைகளில் விடை பூரணமாகக் கிடைக்கலாம்.  கிடைக்காமலும் போகலாம்.  வானியல் விஞ்ஞானம் வளர்ச்சி அடையும் ஒரு விஞ்ஞானத் துறை.  பெருவாரியான புதிர்களுக்கு விடை கிடைக்க இன்னும் நெடுங்காலம் ஆகலாம்.  புதிய கருவிகள் படைக்கப்பட்டு, கண்டுபிடிப்புகளும் உண்டாகி முன்பு மெய்யாகத் தோன்றியவைப் பின்னால் பொய்யாக நிரூபிக்கப் படலாம்.  குறிப்பாக விண்வெளியைச் சுற்றிவந்த ஹப்பிள் தொலைநோக்கி பல அரிய விண்வெளிக் காட்சிகளை ஆராயத் தந்திருக்கிறது.

பிரபஞ்சத்தின் வயது கணிப்பு

பல நூற்றாண்டுகளாக விஞ்ஞானிகள் பிரபஞ்சத்தின் வயதைக் கணக்கிடப் பல்வேறு முறைகளைக் கடைப்பிடித்து வந்துள்ளார்கள்.  புதிய நூற்றாண்டின் ஆரம்ப காலத்திலேயும் விஞ்ஞானிகள் இன்னும் உறுதியாக அதன் வயதைத் தெரிந்து கொள்ள முடியவில்லை.  2003 பிப்ரவரியில் ஏவிய “வில்கின்ஸன் பல்கோண நுண்ணலை நோக்கி விண்ணுளவி”  [Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)] அனுப்புவதற்கு முன்பு பிரபஞ்ச உப்புதலை அளக்கும் “ஹப்பிள் நிலையிலக்கம்” (Hubble Constant) பயன்படுத்தப்பட்டுப் பலரது தர்க்கத்துக்கு உட்பட்டது.  விண்மீன்கள் பூமியை விட்டு விலகிச் செல்லும் வேக வீதத்தை அறிந்து கொண்டு ஹப்பிள் நிலையிலக்கம் நிர்ணயமாகும்.  அதாவது காலாக்ஸி தொடர்ந்து மறையும் வேகத்தை அதன் தூரத்தால் வகுத்தால் வருவது ஹப்பிள் நிலையிலக்கம். அந்த நிலையிலக்கின் தலைகீழ் எண்ணிக்கை [Reciprocal of the Hubble Constant] பிரபஞ்சத்தின் வயதைக் காண உதவும்.  அவ்விதம் கண்டுபிடித்ததில் பிரபஞ்சத்தின் வயது 10-16 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று அறிய வந்தது.  இம்முறையில் ஒரு விஞ்ஞானி பல்வேறு அனுமானங்களைக் கடைப்பிடிக்க வேண்டி உள்ளதால், அம்முறை உறுதியுடன் பலரால் ஏற்றுக்கொள்ளப் படவில்லை.

அடுத்த முறை பூதளத்தின் மிகப் புராதனப் பாறைகளில் உள்ள மூலகங்களின் கதிரியக்கத் தேய்வைக் (Radioactive Decay of Elements in Oldest Rocks) கணக்கிட்டு பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலம் கணிக்கப் பட்டது.  பூமியில் விழுந்த மிகப் புராதன விண்கற்களின் மூலக கதிரியக்கத் தேய்வைக் கணக்கிட்டுப் பூகோளத்தின் வயது 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று அறியப்பட்டது. 

அதே திடப்பொருள் விதிகளைப் பயன்படுத்தி காலாக்ஸி அல்லது புராதன விண்மீன்களில் எழும் வாயுக்களின் கதிரியக்கத் தேய்வுகளை ஆராய்ந்தனர்.  அவ்விதம் கணக்கிட்டதில் பிரபஞ்சத்தின் வயது 12-15 [plus or minus 3 to 4 billion] பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று தீர்மானிக்கப்பட்டது !  ஒளிமிக்க விண்மீன்களின் ஒளித்திரட்சியையும் அதன் உஷ்ணத்தையும் [Brightness versus Temperature] பல மாதங்களுக்குப் பதிவு செய்து விண்மீனின் தூரத்தோடு ஒப்பிட்டுப் பிரபஞ்சத்தின் வயதை 12 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று கணக்கிட்டார்கள்.  ஈரோப்பியன் விண்வெளிப் பேரவை அனுப்பிய ஹிப்பார்கஸ் துணைக்கோள் (Hipparcos Satellite) விண்மீன் தூரத்தை அளக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது.  அவ்விதம் கணக்கிட்டதில் மிகப் புராதன விண்மீனின் வயது சுமார் 12 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று அறியப்பட்டது.

வெண்குள்ளி விண்மீன் சிதைவு மூலம் வயதைக் கணக்கிடுதல்  
                 
சூரியனைப் போன்று பெருத்த கனமும் பூமியைப் போல் சிறுத்த வடிவமும் கொண்ட “வெண்குள்ளி விண்மீன்கள்” [White Dwarfs Stars] குறுகிப் போகும் போது விளைந்த விண்சிதைவுகளைக் கொண்டு பிரபஞ்ச வயதைக் கணக்கிடும் போது, மிக மங்கிய அதாவது மிகப் புராதன வெண்குள்ளி ஒன்று எத்தனை ஆண்டு காலமாகக் குளிர்ந்து வருகிறது என்று தேர்ந்தெடுத்துப் பதிவு செய்து வருகிறார்கள்.  அவ்விதம் பார்த்ததில் நமது பால்மய வீதித் தட்டின் வயது 10 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று கணக்கிடப் பட்டுள்ளது.  பெரு வெடிப்புக்கு 2 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு பால்மய வீதித் தட்டு தோன்றியதால், பிரபஞ்சத்தின் வயது 12 (10+2) பில்லியன் ஆண்டு என்று கூட்டிச் சொல்லலாம். 

இவ்விதம் பல்வேறு வயது வேறுபாடுகள் இருந்தாலும் 2003 ஆண்டு “வில்கின்ஸன் பல்கோண நுண்ணலை நோக்கி விண்ணுளவி” [Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)] அனுப்பிய தகவலை வைத்து நுணுக்கமாகக் கணக்கிட்டதில் பிரபஞ்சத்தின் வயது 1% துல்லியத்தில் 13.7 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று கணக்கிடப்பட்டு முடிவாகி எல்லாத் தர்க்கங்களையும் நீக்கியது !

(தொடரும்)

*********************          

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) 2.  Universe 6th Edition (2002)  3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004)

1.  Astronomy Magazine : 50 Greatest Mysteries of the Universe (Aug 21, 2007)

2.  Universe By Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

3.  National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

4.  The World Book Atlas By World Book Encyclopedia Inc (1984)

5.  Scientific Impact of WMAP Space Probe Results (May 15, 2007)

******************

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) November 1, 2007

கதிரியக்கக் கழிவுகள் கண்காணிப்பும், நீண்டகாலப் புதைப்பும்

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear), கனடா

நாம் எல்லோரும் புரிந்து கொள்ள முடியாத, மிகவும் சிக்கலான இந்தப் பூகோளத்தில் புகுத்தப்பட்டு இருக்கிறோம். மாபெரும் முழுவடிவக் கூண்டின் ஒரு சிறு பகுதியாக மனித இனத்தை எடுத்துக் கொண்டால், சூழ்வெளிக்கு என்ன என்ன தீங்கெல்லாம் நாம் விளைவிக்கிறோமோ, அவை யாவும் நம்மீதே மீண்டும் விழுகின்றன என்பதை நாம் ஒருபோதும் மறந்துவிடக் கூடாது ! ஏனென்றால் நாம் சூழ்வெளியின் இறுகிய பிடியிலிருந்து நம்மை என்றும் பிரித்துக் கொள்ளவே முடியாது !  கலியுகத்தில் உலக நாடுகள், தமது தொழிற்துறை உற்பத்திக் கழிவுகளைத் தம் குடிமக்கள் மீதே தெளித்துக் கொண்டு வருகின்றன.

டாக்டர் டேவிட் சுஸூக்கி (Dr. David Suzuki, Scientist & Environmentalist May 2005)

இருபதாம் நூற்றாண்டில் கதிரியக்கக் கழிவுகளுக்குப் புதைப்பிடம் அமைக்கும் முறைகள்  ஒருவித விஞ்ஞான உளவு ஆய்வில் கண்டு முடிவு செய்யும் நெறிகளாய் ஆகிவிட்டன.  பூமியில் வாழும் உயிரினங்களை விருத்தி செய்யும் நீர்வள, நிலவள, வாயுச் சூழ்வெளிக்கு இப்போதும் அல்லது எப்போதும் கேடு விளையக் கூடாது என்பதை விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகள்  மூலமாக முதலில் உறுதிப்படுத்திக் கொள்வது ஒரு முக்கியக் குறிக்கோளாகி  விட்டது !

body {margin:8px} .tr-field {font:normal x-small arial}கனேடிய டிசைன் குழுவினர் (Atomic Energy of Canada Ltd)

முன்னுரை: கடவுளால் படைக்கப்பட்ட மனித இனங்களும், உயிரினங்களும், பயிரினங்களும் எத்தனை, எத்தனை விதமான கழிவுகளைத் தினமும் உற்பத்தி செய்து வருகின்றன!  மனிதர் படைக்கும் தொழிற்துறைகள் மூலமாக எந்தப் பண்டத்தை உற்பத்தி செய்தாலும், எவ்வித முறையில் மின்சக்தி படைத்துப் பரிமாறி வந்தாலும் ஓரளவு அல்லது பேரளவுக் கழிவுகள் எச்சமாவதை யாவரும் தவிர்க்க முடியாது!  இருபதாம் நூற்றாண்டில் யந்திர, இராசயன, மின்சாரத் தொழிற் சாலைகள் உலகில் பலமடங்கு பெருகி, இரண்டாம் தொழிற்புரட்சி பூத வடிவெடுத்தது ! இரண்டாம் உலகப் போருக்குப் பின், அணு ஆயுதப் பந்தயப் போட்டி உலகெங்கும் மறைவாக நிகழ்ந்து, அணு ஆயுத வெடிப்புகளால் கதிரியக்கப் பொழிவுகளைப் பூகோள மெங்கும் பரப்பி விட்டன ! ஆனால் இனிவரும் எதிர்பாராத போரில் அபாயகரமான அணு ஆயுதங்களைக் கொண்டு போரிடும் இரு நாடுகளும் ஒன்றின் மீது ஒன்று வீசி விளையாடலாம் ! அல்லது மறைவாக உதவி புரியும் வல்லரசு நாடுகள் அணு ஆயுதங்களை விலைக்குக் கொடுத்து, வீசவிட்டு வேடிக்கை பார்க்கலாம் ! விடுதலையை வெளிநாடுகளுக்கு விற்பனை செய்யும் வல்லரசுகள், தமது புதிய ஆயுதங்களைப் பிறர்மேல் சோதிக்கப் போர் தொடுத்துத், தாமே தமது வலையில் சிக்கிக் கொள்ளலாம் !

தொழிற்துறை கழிவுகளை முற்றிலும் நீக்கச் சபதம் பூண்டு மனித சமுதாயம் முன்வந்தால், அணுமின்சக்தி நிலையங்கள் நிரந்தரமாய் மூடப்பட வேண்டும் ! நிலக்கரி மின்சார நிலையங்கள் அனைத்தும் இழுத்து மூடப்பட வேண்டும். அநேக தொழிற் சாலைகளின் கதவுகளில் பூட்டுப் போட வேண்டும் ! ஆனால் அணு ஆயுத வல்லரசுகள் அவற்றின் பெருக்கத்தையும், சோதனைகளையும் உலகத்தில் முற்றிலும் நிறுத்தலாம் ! கைவசம் பதுக்கப் பட்டிருக்கும் அணு ஆயுதங்களின் தூண்டு விசையைத் துண்டித்துக் குண்டுகளை முடமாக்கலாம் ! மேலும் தொழிற்சாலைகளின் எச்சக் கழிவுகளைக் குறைக்கவும், கட்டுப்படுத்தவும், வீரியத்தை வடிகட்டவும் நாம் முயலலாம் ! புகைபோக்கிகள் மூலம் வெளியேறும் விஷ வாயுக்களை வடிகட்டிச் சுத்தீகரிப்பு செய்யலாம் ! ஆற்றிலும், அணைகளிலும், கால்வாய்களிலும், ஏரிகளிலும், தடாகங்களிலும் கழிவுத் துணுக்குகள் புகாவண்ணம் நாம் கண்காணித்து வர முடியும் ! இவை அனைத்தையும் யார் தொடர்ந்து செய்ய வேண்டும் ? ஒவ்வொரு நாடும், நகரமும், ஊரும், கிராமமும், வாழும் குடிமக்களும் பொறுப்புடன், பொறுமையுடன் புரிய வேண்டிய அறப்போர் இது ! அப்பணிகளைக் கடைப்பிடிக்க அரசாங்கம் குடிமக்களுக்கு அறிவித்து, பயிற்சி அளித்து, சட்டமிட்டுக், கண்காணித்து, நெறியுடன் கண்டித்து வருவதைத் தவிர, மனித இனங்கள் தொழில்யுகத்தில் முன்னேறுவதற்கு வேறு வழியே யில்லை!

அணுமின்சக்தி உற்பத்தி விலை மலிவானதன்று !

அணுமின்சக்திபோல் விலை மிக்க மின்சக்தி எதுவும் இல்லை (No Power is as costly as Nuclear Power) என்றோர் புதுமொழி பழக்கத்தில் வந்திருக்கிறது !  அந்த கூற்றில் உண்மை இருப்பினும் அணுசக்தி உற்பத்தி செய்து பரிமாறி வருவதில் கிடைக்கும் பலாபலன்களும் ஒப்புநோக்கப்பட வேண்டும்.  முதலில் பேரளவு மின்சக்தியை அதன்மூலம் ஏராளமாக உற்பத்தி செய்ய முடிகிறது.  இரண்டாவது ஹிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்கள் வெளியேற்றம் அணுமின் நிலையங்களில் முற்றிலும் கிடையாது.  அணுசக்தி உற்பத்தியும், பராமரிப்பும் செய்யும் போது, பணி புரிவோருக்கும், அண்டையில் வாழும் குடிமக்களுக்கும் கதிரடி படாது கதிரியக்கக் கண்காணிப்பும், பாதுகாப்பும் செய்ய நிதிச் செலவு மற்ற மின்சக்தி நிலையங்களை விட மிகையானது.  மேலும் 40 அல்லது 50 ஆண்டுகள் அணுமின் நிலையங்கள் இயங்கிய பிறகு அவை நிரந்தர நிறுத்தமாகி அடக்கமாகும் போதும் (Decommissioning Stage), அணுக்கழிவுகள் நிரந்தரமாகப் புதைக்கப்படும் போதும் அதிகப் பணம் செலவாகிறது !

ஆயினும் அணுமின் நிலையங்களால் ஏற்படும் பிற தொழில்வள விருத்திகள், மனிதருக்கு வேலை வாய்ப்புகள் ஆகியவை ஒப்புநோக்க சிந்திக்கப்பட வேண்டும்.  தமிழகத்தில் கூடங்குளம் இரட்டை அணுமின்சக்தி நிலையங்கள் 8000 மெகாவாட் மின்சாரம் பரிமாறும்.  கனடா டிரென்ட் பல்கலைக் கழகத்தின் பொருளாதரப் பேராசிரியர் டாக்டர் ஹாரி கிட்சென் 2007 ஆம் ஆண்டில் அமைக்கப் போகும் 4000 மெகாவாட் அணுமின் நிலையத்தின் பலன்களை எடுத்துக் காட்டுகிறார்:

1.  19,000 மானிட ஆண்டுகள் (person years) அணுமின் நிலையக் கட்டுமான வேலைகள்.  அதாவது 2000 நபர்கள் எட்டரை ஆண்டுகள் கட்டுமான வேலையில் ஈடுபடுவார்.

2.  116,000 மானிட ஆண்டுகள் அணுமின் நிலைய இயக்க வேலைகள். அதாவது  சுமார் 3000 நபருக்கு 40 ஆண்டுகள் இயக்க வேலைகள் அமையும்.

3.  நேரடியாகவோ அல்லது மறைமுகமாகவோ ஆண்டுக்கு 200 மில்லியன் டாலர் பிராந்திய நிதிவள விருத்தி உண்டாகும்.  அணுமின் நிலையத்தின் ஆயுள் நீடிக்கப்பட்டு 60 ஆண்டுகள் வரை இயங்கலாம்.

4.  சொத்துக்கள் மூலம் முனிசிபல் வருமானம் ஆண்டுக்கு 3 மில்லியன் டாலர்.

5.  அணுமின் நிலையச் சாதனங்கள் உற்பத்தி, உபரிகள் தயாரிப்புத் தொழிற்துறைகள் விருத்தி, வேலை வாய்ப்புகள்.

இங்கிலாந்தில் அனுமானிக்கப்படும் கதிரியக்கக் கழிவுகள் (2007)

அணு உலைகளில் உண்டாகும் கழிவுகளின் மதிப்பீடை ஒப்பிடக் கீழ்க்காணும் மாதிரி அளவுகள் பிரிட்டன் அணுசக்தி நிறுவகங்களிலிருந்து எடுக்கப்பட்டது:

1.  உயர்நிலைக் கழிவுகள் : 2000 கி.மீடர்.

2. இடைநிலைக் கழிவுகள் : 350,000 கி.மீடர்.

3. தணிவுநிலைக் கழிவுகள் :  30,000 கி.மீடர்.

4. தீய்ந்த எரிக்கோல்கள் : 10,000 கி.மீடர்.

5. புளுடோனியம் : 4,300 கி.மீடர்.

6. யுரேனியம் : 75,000 கி.மீடர்.

கனடாவில் உண்டாகும் கதிரியக்கக் கழிவுகள்

கனடாவில் இயக்கத் தகுதி பெற்ற 22 வணிகத்துறை அணுமின் நிலயங்கள் கடந்த 30 ஆண்டுகளாக 2003 ஆண்டு முடிவு வரை 1.7 மில்லியன் தீய்ந்த எருக் கட்டுகளை [Spent Fuel Bundles] வெளியாக்கி யுள்ளன. ஒவ்வோர் ஆண்டும் அந்த அணுமின் உலைகள் சுமார் 85,000 தீய்ந்த எருக்கட்டுகளை உற்பத்தி செய்யும். இயக்க ஆயுள் எல்லை கடந்து அவை யாவும் காலாவதியாகும் போது, மொத்தம் 3.6 மில்லியன் எரிக்கழிவுக் கட்டுகள் சேரும் என்று மதிப்பிடப் படுகிறது. அணுமின் உலைத் தளங்களில் கதிரியக்கக் கழிவுகளைப் பாதுகாப்பாய்ச் சேர்த்து வைக்க, நீர்த் தடாகங்கள் எனப்படும் ‘நீர்நிலைச் சேமிப்பு’ [Wet Storage], காங்கீரிட் இரும்புக்கலன் எனப்படும் ‘வரண்ட சேமிப்பு ‘ [Dry Storage]  ஆகியவை தற்காலிகச் சேமிப்புக்கு அமைக்கப் பட்டுள்ளன. முதல் சேமிப்புத் தடாகத்தில் [Primary Storage Bay] தீய்ந்த எருக்கட்டுகள் 6 அல்லது 9 மாதங்கள் தங்கியும், அதற்குப் பிறகு இரண்டாம் சேமிப்புத் தடாகத்தில் [Secondary Storage Bay] 2 அல்லது 3 வருடங்கள் தங்கியும், தொடர்ந்து நீரோட்டத்தால் வெப்பசக்தி நீக்கப்பட்டு கண்காணிக்கப்படும். நீண்ட கால வரண்ட சேமிப்புக்கு 50 முதல்-100 ஆண்டுகள் வரை காங்கிரீட் கலன்களில் சேமிக்கப்பட வேண்டும். 2002 ஆண்டு கனடாவில் நிறைவேறிய அணுவியல் கழிவு புதைப்புச் சட்டப்படி [Nuclear Fuel Waste Act], அணுவியல் கழிவு மேற்பார்வை துறையகம்
[Nuclear Waste Management Organization (NWMO)] தோன்றி பணி செய்ய ஆரம்பித்தது.

வெளிவரும் தீய்ந்த கழிவுகளை நீர்த் தடாகத்தில் சேமித்து வைக்க, இரண்டு நீக்க முறைகளில் அவை பாதுகாக்கப்பட வேண்டும். முதலாவது: வெப்ப நீக்கம் [Heat Removal]. இரண்டாவது: கதிர்வீச்சு குறைப்பு [Radiation Reduction]. கழிவுகள் முதலில் சேமிக்கப்படும் நீர்த் தடாகம் அவ்விரு தேவைகளையும் பூர்த்தி செய்கிறது. அணு உலையிலிருந்து உடனே நீக்கப்படும் சூடான எருக்கட்டு சுமார் 10% வெப்பசக்தி உண்டாக்குகிறது. அந்த வெப்பத்தைத் தணிப்பது நீர்த் தடாகத்தில் இயங்கிவரும் நீரோட்டமாகும். அவ்விதச் சுற்று நீரோட்டம் வெப்பக் கடத்தி [Heat Exchangers] மூலமாக அனுப்பப்பட்டு, வடிகட்டுச் சாதனங்கள் [Filter Equipment] வழியாக ஓடி, பிளவுக் கழிவுகளின் வெப்பத்தையும் [Fission Product Delay Heat], கதிரிக்க வீரியத்தையும், துணுக்குகளையும் குறைக்கிறது. ஒரே நாள் தேக்கத்தில் 10% வெப்பசக்தி, 1% வெப்பசக்தியாக எருக்கட்டுகளில் தணிகிறது. ஓராண்டில் 0.1% ஆக வெப்பசக்தி குன்றுகிறது. அதாவது சராசரி 100 W வெப்பத்தை தீய்ந்த ஒரு காண்டு எருக்கட்டு [One CANDU Spent Fuel Bundle] ஓராண்டுக்குப் பிறகு வெளியாக்குகிறது! கழிவுகளின் கதிர்வீச்சுக்குப் போதிய கவசம் அளித்துக் கதிரியக்கத்தைத் தணிக்க, குறைந்தது 10 அடி [3 மீடர்] ஆழமுள்ள நீர்த்தடாகம் தேவைப்படும். நீர்க் கவச மில்லாத கதிரியக்கக் கழிவு முதலில் வீசும் கதிரடி [5000-6000 Rem/Hr (50-60 Sv/Hr)], சில நிமிடத் தாக்குதலில் ஒருவருக்கு மரண அளவு [Lethal Dose] தருகிறது! 50 ஆண்டுக்குப் பிறகு 1 Sv/Hr ஆகவும், 100 ஆண்டுக்குப் பிறகு 0.3 Sv/Hr ஆகவும், 500 ஆண்டுக்குப் பிறகு 0.001 Sv/Hr (100 mRem/Hr) ஆகவும் மிக மெதுவாகக் குறைகிறது! [Sv means Sievert Radiation Dose, 1 Sv=100 Rem]

1978 ஆம் ஆண்டில் கனடா அரசாங்கம், அண்டாரியோ மாநில அரசுக் குழுவினருடன் இணைந்து, நீண்டகால நிரந்தரப் புதைப்புக்கு, அணுவியல் கழிவுக் கண்காணிப்புத் திட்டத்தைச் [Nuclear Waste Management Program] சீராய் நிறைவேற்றியது. கனடா அணுவியல் துறையகம் [Atomic Energy Canada Ltd (AECL)] அதன் ஆய்வு, விருத்திப் பணிகளின் [Research & Development Tasks] பொறுப்பை ஏற்றுக் கொண்டது. AECL அம்முறையில் டிசைன் செய்து முடிவு செய்த அமைப்பு இதுதான்: 1600 முதல் 3600 அடி [500 முதல் 1000 மீடர்] ஆழமுள்ள கடினப் பாறைச் சுரங்களின் குகைப் பாதைகளில் காங்கீரிட் அரண்கள் அமைக்கப் பட்டு, கதிரியக்கக் கழிவுகள் நிரந்தரமாக நீண்ட காலச் சேமிப்பு செய்யப்படும். அத்திட்டம் 1994 அக்டோபரில் தயாரிக்கப்பட்டு, 1998 மார்ச்சில் கனடாவின் சூழ்வெளிக் காப்பகம் மக்களுடன் உரையாடி 2002 ஆம் ஆண்டில் திட்டத்திற்கு அனுமதி அளித்தது. அணுவியல் கழிவு அரண் அமைப்புத் துறையகம்  [Nuclear Waste Management Organization (NWMO)] அமைப்பாகி இயங்க ஆரம்பித்தது. கனடாவின் நிதி ஒதுக்கமான (8-11) பில்லியன் அமெரிக்கன் டாலர் தொகை (60-90) ஆண்டுகளுக்குப் பகுக்கப்பட்டு அளிக்கப்படும். அப்பணியில் உச்ச வேலை நடக்கும் போது சுமார் 1000 பேர் பணி செய்வார்கள்.

மூன்று விதமான கதிரியக்கக் கழிவுகள்

அணுமின்சக்தி உலைகள் இயங்கிவரும் போது, தொடர்ந்து கதிரியக்கக் கழிவுகள் விளைந்து வருகின்றன. கதிரியக்கத்தால் மனிதருக்கு தீங்குகள் விளைவதால் அவற்றைக் கவனமுடனும், பாதுகாப்புடனும், கண்காணிப்புடனும் கையாள வேண்டும். முதலில் கழிவுகளை வெளிவர வைத்து நீர்த் தடாகத்தில் முடக்கும் பணியாளிகள் பாதுகாக்கப் படவேண்டும். அடுத்து நிலையத்தைச் சுற்றி வாழும் பொதுமக்கள் பாதுகாக்கப்பட வேண்டும். மேலும் கதிரியக்க வாயுக்கள் அரணை விட்டு வெளியேறாமல், சூழ்வெளி சுத்தமாக இருக்க பாதுகாக்கப்பட வேண்டும். அதனால் அணுவியல் கழிவுகள் அனைத்தும் வெகு கவனமாகக் கட்டுப்பாட்டு நெறி முறைகளில் கையாளப்பட்டு, நிரந்தரச் சுரங்கங்களில் புதைக்கப்பட வேண்டும். அணு உலைகள் மூலமாக வெளியேறும் கதிரியக்கக் கழிவுகள் மூன்று தரத்தில் பிரிக்கப்படுகின்றன. வீரிய நிலை, இடைநிலை, கீழ்நிலை [High Level, Intermediate Level, Low Level] என்று மூன்று வகுப்பில் தனித்திடப்பட்டு சேமிக்கப் படுகின்றன. இக்கட்டுரையில் வீரிய நிலைக் கழிவுகளைப் பற்றி விளக்கம் தரப்படுகிறது. மற்ற இடைநிலை, கீழ்நிலைக் கழிவு சேமிப்பு முறைகளை நான் முன்பு திண்ணையில் எழுதிய கட்டுரைகளில் காணலாம் [கீழ்த் தகவல் குறிப்புகள்: 12, 13].

இருபதாம் நூற்றாண்டில் கதிரியக்கக் கழிவுகளுக்குப் புதைப்பிடம் அமைக்கும் முறைகள் ஒருவித விஞ்ஞான உளவு ஆய்வில் கண்டறியும் நியதிகளாய் ஆகி விட்டன. பூமியில் வாழும் உயிரினங்களுக்கு, செழிப்பான நீர்வள, நிலவளச் சூழ்வெளிக்கு இப்போதும் அல்லது எப்போதும் கேடு விளையக் கூடாது என்பதை விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகள் மூலமாக முதலில் உறுதிப்படுத்திக் கொள்வது ஒரு முக்கியப் பணியாகி விட்டது! அந்த முயற்சிகளில் ஈடுபடும் போது புதைப்பிடத்தில் நீண்ட கால பூதள-இரசாயன, அடித்தள நீரோட்ட இயக்கங்களால் [Geochemical & Hydrologic Behaviour] சூழ்மண்டலம் பாதிக்கப்படுமா என்று ஆழ்ந்து நோக்க வேண்டும். அவற்றைச் சோதனை செய்ய AECL ஓர் அடித்தள ஆய்வுக் கூடத்தை [Underground Research Laboratory] மானிடோபா மாநிலத்தின் தலைநகரான வின்னிபெக்கில் வெகு ஆழத்தில் உள்ள ஒரு சுரங்கக் குகையில் நிறுவகம் செய்துள்ளது..

நிரந்தர புதைப்பிடம் தேர்ந்தெடுப்பும், முடிவு அறிவிப்பும்

1998 ஆம் ஆண்டில் அணுவியல் கழிவுப் புதைப்புக் குழுவிற்கு [Nuclear Waste Management Organization] மூன்று வித சேமிப்பு முறைகளில் ஒன்றைத் தேர்ந்தெடுக்க, மூன்றாண்டுகள் தரப்பட்டன. புதைப்பிட முடிவு 2005 நவம்பர் மாதம் வெளியிடப்பட்டது.

1. கனடாவில் மூடப் பட்டிருக்கும் பாதாளச் சுரங்கக் கிடங்குகள் [Deep Underground in the Canadian Mines]

2. அணுமின் உலைத் தளங்களில் மேற்தள அமைப்புகள் [Disposal Sites Above-ground at Reactor Locations]

கனடா நாட்டு நடுவில் அமைக்கப்படும் பொதுவான புதைப்பிடம் [Common Centralized Disposal Area].

AECL கம்பெனி, மற்றும் அணுமின் சக்தி உற்பத்தியாளர்கள் முதலில் தரவேண்டிய மொத்த பணம்: 424 மில்லியன் அமெரிக்க டாலர். (அண்டாரியோ பவர் கம்பெனி: 400 மில்லியன்; குவெபெக் பவர் கம்பெனி: 16 மில்லியன்; AECL கம்பெனி: 8 மில்லியன்). மேலும் ஒவ்வோர் ஆண்டிலும் அந்தக் கம்பெனிகள் 2-100 மில்லியன் டாலர் தொகையும் அளிக்க வேண்டும்.

புரூஸ் தளத்தில் கீழ்நிலை, இடைநிலைக் கழிவுகளுக்குப் புதைப்பிடம்

அண்டாரியோ பவர் கம்பெனி [Ontario Power Generation (OPG)] புரூஸ் அணுமின்சக்தித் தளத்தில் தற்போது அமைந்துள்ள கழிவுச் சேமிப்புக் கூடத்தின் கீழே 2150 அடி [660 மீடர்] ஆழத்தில் பூதளக் குழிக் குகையில் [Geologic Repository] கீழ்நிலை, இடைநிலைக் கழிவுகளைச் சேமிக்கத் திட்டமிட்டுச் சுற்றுப்புற நகர மாந்தரிடம் உரையாடி விளக்கம் தந்து வருகிறது.

1. அருகில் ஹூரான் ஏரி [Huron Lake] உள்ளதால், நீரோட்டச் சீர்கேடுகள் நேராதவாறு இருக்க 2150 அடி ஆழத்தைத் தேர்ந்தெடுக்க நேரிட்டது.

2. மேலும் ஹூரான் ஏரியின் நீர் அடித்தள உயரம் குகைக்கு மேல் குறைந்தது 1300 அடி [400 மீடர்] உயரத்தில் இருக்கும்.

3. தேர்ந்தெடுத்த ஆழக்குகை அருகே உள்ள நிலத்து நீரின் உப்பளவு [Ground-water Salinity] கடல் நீரின் உப்பளவை விட மூன்று மடங்காக உளவு செய்யப் பட்டுள்ளது. அதாவது கடந்த ஒரு மில்லியன் ஆண்டுகளாக ஹூரான் ஏரிச் சுவைநீரும், குகை அடித்தள உப்புநீரும் கலந்திட வில்லை என்று அறியப் பட்டுள்ளது. அதனால் குகையில் புதைபடும் கதிரியக்கக் கழிவுகள் ஹூரான் ஏரியின் சுவைநீரில் கலக்க முடியாது என்பது உறுதியான சான்றாக கருதப்படுகிறது.

4. குகைப் பகுதியில் 450 மில்லியன் ஆண்டு வயதுடைய சுண்ணாம்புக் கல் மாதிரிகள் [ Lime-stone Samples] எடுக்கப்பட்டுச் சோதிக்கப்பட்ட போது நிலநடுக்க அமைதி நிலை பெற்றவை [Seismically Stable Condition] என்று காணப்பட்டன.

5. 450 மில்லியன் ஆண்டுகளாக ஏற்பட்ட பெருத்த காலநிலை மாறுதல்கள், பனியுகம் தாக்கிப் பரவியது, நில நடுக்கங்கள் போன்ற எவையும் பாறைகளின் ஒருமைப் பாட்டைச் சிதைக்க வில்லை.

6. அங்கிருக்கும் சுண்ணாம்புக் கல் ஆண்டுக்கு ஒரு மில்லி மீடர் நகர்ச்சி அடைந்து ‘தணிந்த நீர்க்கசிவுத் திரட்சி’ [Low Permeability] உள்ளதாக அறியப்பட்டது. அதாவது நீர்க்கசிவு நகர்ச்சி 1000 ஆண்டுகளில் ஒரு மீடர் நீளம் இருக்கும் என்று கணிக்கப்பட்டது! கழிவுகளுக்கு இது ஒரு முக்கிய கவசம். ஏனென்றால் புதைபடும் கழிவுகளின் நகர்ச்சி ஒடுக்கம் இதனால் உறுதிப் படுகின்றது.

7. 200 மீடர் உயரமுள்ள தணிந்த நீர்க்கசிவு திரட்சி உள்ள களிமண் தட்டின் [Shale] மீது சுண்ணாம்புக் கல் மேலடுக்கு இருப்பது, கதிரியக்கக் கழிவுகளுக்கு கூடுமான அரணாக அமைந்திருக்கிறது.

இந்தியாவில் அணுவியல் கழிவுகளின் நீண்ட காலப் புதைப்பு ?

இந்தியாவில் இயங்கிவரும் பல அணுமின் நிலையங்களும், அணுவியல் ஆய்வு உலைகளும், வேகப் பெருக்கி உலைகளும், அணு ஆயுதங்களுக்காகப் பயன்படும் தீய்ந்த எருக்கோல் சுத்தீகரிப்பு இரசாயனத் தொழிற்சாலைகளும் இராப்பகலாய் டன் கணக்கில் கதிரியக்கக் கழிவுகளைப் பெருக்கி வருகின்றன. அவற்றை எல்லாம் பாரதம் பாதுகாப்பாக அடக்கம் செய்ய, நீண்ட காலப் புதைப்பிடத்தை எங்கே, எப்படி, எப்போது நிறுவப் போகிறது என்பதை வெளிப்படையாக மக்களுக்கு அறிவிக்காமலே இருக்கிறது.  அவற்றின் எண்ணிக்கையை அரசாங்கம் ஒவ்வோர் ஆண்டும் பொதுமக்களுக்கு அறிவிக்க வேண்டும்.

இந்தியா கனடாவின் காண்டு கனநீர் அணுமின் உலை டிசைன்களை வாங்கிப் பன்மடங்கு அணுமின்சக்தி உற்பத்தியைப் பெருக்கினாலும், கனடாவின் கதிரியக்கக் கழிவுப் புதைப்பு விதி முறைகளை ஏனோ பின்பற்ற வில்லை ! 2003 நவம்பரில் கனடாவின் அணுவியல் கழிவுப் புதைப்புக் குழுவினர், அனைத்து அணு உலைகளின் தீய்ந்த எருக்கட்டுகளின் மொத்த எண்ணிக்கையை வெளிப்படையாக அறிவித்து எப்போது, எங்கே, எவ்விதம், யார் பொறுப்பில் நிறைவேறப் போகிறது என்று அச்சிட்டு, பதிப்புகளை இலவசமாக அளித்து, ஊர் மக்களிடம் விவாத மன்றங்களில் வாதித்து உடன்பாடைப் பெற்றுக் கொண்டது.  ஆனால் உலகப் பெரும் குடியரசான பாரத தேசம், அணுவியல் கழிவுப் புதைப்பு விதி முறைகளில் அவ்விதம் இதுவரை நடந்து கொள்ளவில்லை என்பது வருந்தத் தக்க வரலாறு !

***************

தகவல்:

1. Bruce A Restart, Bruce County Environmental Assessment, Bruce Power Report [Dec

2004]

2. Bruce Power Community Update [March 2004]

3. President & CEO Report, Bruce Power [www.brucepower.com (2004)]

4. Cameco (Uranium) Corporation Report [March 31 2005]

5. New Fuel Project, Bruce County Environmental Assessment Report [July 2004]

6. The Future Management of Canada ‘s Used Nuclear Fuel [Nuclear Waste Management

Organization (Report Nov. 2003)]

7. Deep Geologic Repository Proposal, Long-term Management of Low & Intermediate

Waste at Western Waste Management Facility [Fall 2004]

8. Update on Ontario Power Generation ‘s Proposed Deep Geologic Repository

[Kincardine News (May 4, 2005)]

9. Ontario Power Generation Western Waste Management Facility (April 2005)

10 Summary of the Environmental Impact Statement on the Concept of Disposal of

Canada ‘s Nuclear Fuel Waste By: Atomic Energy of Canada Ltd (AECL Report, 1994)

11 Canadian Geographic Nuclear Reactor, Environmental Issue: Nuclear Resurrection Article

By: Elaine Dewar (May 2005).

12 http://www.thinnai.com/science/sc0724031.html [திண்ணைக் கட்டுரை (ஜூலை 24, 2003)]

13 http://www.thinnai.com/science/sc0802032.html [திண்ணைக் கட்டுரை (ஆகஸ்டு 1, 2003)]

14.  http://www.npcil.nic.in/index.asp [Nuclear Power Corporation of India Ltd Website for Nuclear Power Updates]

15. http://pib.nic.in/release/release.asp?relid=20878 [President Dr. Abdul Kalam Speech on Kudungulam (Sep 22, 2006)]

16. http://www.stratmag.com/issue2Nov-15/page03.htm
[Russia Breaches Nuclear Blockade against India By: C. Raja Mohan (Nov 16, 2001)]

17.  World Nuclear Association – WNA Radiological Protection Working Group – RPWG (Official List – July 20, 2006)
http://www.world-nuclear.org/sym/2006/st_pierre.htm
18. World Nuclear Association – WNA Waste Management and Decommissioning Working Group – WM&DWG
(Official List – July 25, 2006)  http://www.world-nuclear.org/sym/2006/st_pierre.htm

19. http://www.candu.org/npcil.html [Indian Heavywater Nuclear Power Plants]

20. Safety of Nuclear Power Reactors, [www.uic.com.au/nip14.htm] (July 2007)

21. Nuclear Power Plants & Earthquakes [www.uic.com.au/nip20.htm] (Aug 2007)

22. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=80708091&format=html Letter By R. Bala (August 9, 2007)

23. http://www.wano.org.uk/WANO_Documents/What_is_Wano.asp [World Association of Nuclear Operation Website]

24 IAEA Incident Reporting System Using Operational Experience to Improve Safety (IAEA Instruction)

25  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40504291&format=html (பாரதத்தின் பூத அணு
மின்சக்தி நிலையங்கள்)
26  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40409094&format=html (இருபத்தியொன்றாம் நூற்றாண்டில் அணுவிலிருந்து மின்சக்தி)

******************

S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com] October 25, 2007

கதிரியக்கம், கதிரியக்க விளைவுகள், கதிரியக்கப் பாதுகாப்பு முறைகள்

cover-image-radioactivity.jpg

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

“அகலாது அணுகாது தீக்காய்வார் போல”
நுகராது வாழ்தல் அறிவு.

அணுவின் உட்கருப் பரமாணுக்களைப் புலன்கள் உணராது போயினும் அவை புரிந்திடும் வினைத் திரிபுப் பலன்களைக் காண முடிகிறது!  அண்ட வெளியில் விண்மீன்களின் வடிவ மாற்றங்களைத் தூண்டி விடுபவை, பரமாணுக்கள்!  பூ மண்டலத்தின் சூழ்நிலையைப் பாதித்து மாற்றி விடுபவை, பரமாணுக்கள்!  நாம் உட்பட வாழும் உயிரினங்கள் அனைத்தும் இயற்கைக் கதிரியக்கத்தால் எப்போதும் தாக்கப் படுகின்றன!

விக்டர் கில்லிமின் [Victor Guillemin]

கதிரியக்கம் தாக்காது மாந்தரைக் காக்க முடியுமா?

உலகில் கதிரியக்கமே படாத, கதிர்ப் பொழிவுகளை இதுவரை நுகராத, மருத்துவச் சாலைகளில் கதிர்வீச்சில் உடல்நலம் ஆராயப் படாத, புற்று நோயிக்குக் கதிரூட்டிக் குணப்படுத்தப் படாத, இயற்கைக் கதிரியக்கத்தில் என்றுமே தாக்கப்படாத மாந்தர்கள் எங்கேயாவது வாழ்ந்து வருகிறார்களா ?  நாம் எல்லோருமே ஏதாவது ஒரு வழியில் கதிரியக்கத்தின் பாசக்கயிற்று வலையில் கட்டப் பட்டு அறிந்தோ, அறியாமலோ மாட்டிக் கொண்டிருக்கிறோம்!  கதிரியக்கத்தின் கைவசப் படாமலே காலம் தள்ளி விடலாம் என்று கனவு காண்பவர், அதற்கு அஞ்சி ஒளிபவர் கண்களைத் திறந்து மெய்யுலகுக்கு வாருங்கள் !

கதிரியக்கத்தைக் கண்களால் காண முடியாது!  மூக்கால் நுகர முடியாது!  உடம்புத் தோலால் உணரவும் முடியாது!  அறிந்தோ, அறியாமலோ உடம்புக்குள் நுழைந்து, அது கரையான் போல் உறுப்புகளைச் சிதைக்கும் போதுதான், அதன் தாக்குதலைப் புரிந்து கொள்ள முடியும்!  கற்கால மனிதன் முதன் முதலில் தீயின் கோரக் குணங்களை அறிந்து கொண்டது போல், நமக்கு உதவும் கதிரிக்கத்தின் தீவிரப் பண்புகளை நாமும் தெரிந்து கொள்ள வேண்டும் !

இயற்கைக் கதிரியக்கம் கண்டு பிடித்து நோபெல் பரிசு பெற்ற மேரி கியூரியும், செயற்கைக் கதிரியக்கம் உண்டாக்கி நோபெல் பரிசு பெற்ற அவரது புதல்வி ஐரீன் கியூரியும் தீவிரக் கதிரடி வாங்கி புற்று நோய் தூண்டிய இரத்த நோயில் [Leukemia] முதன் முதல் கதிரியக்க தீங்குக்குப் பலி யானவர்கள்!  அது போல் நூறாண்டுகளுக்கு முன்பு சுரங்கங்களில் வேலை பார்த்த தொழிலாளிகள் பலர் புற்று நோயில் மரண மடைந்ததற்கு, தாதுக்களில் வெளியேறிய கதிர்வீச்சுகளே காரணம் !

பலனும், பாதகமும் ஒருங்கே கொண்ட கதிரியக்க ஏகமூலங்கள் கடந்த 50 ஆண்டுகளாக உலகெங்கும் மருத்துவச் சாலைகள், தொழிற் கூடங்கள், விஞ்ஞானப் பொறியியல் ஆய்வுத் துறைகள், மின்கலன்கள் [Batteries] உற்பத்தி, வேளாண்மை ஆய்வுச் சாலைகள், அணு உலைகள் போன்ற இடங்களில் பயன் பட்டு வருகின்றன!  கோடான கோடி ஆண்டுகளாய் மலைப் பிரதேசங்களில் வாழையடி வாழையாக வாழ்ந்து வரும் மலை யினத்தவர், பலவிதப் பின்புல இயற்கைக் கதிர்வீச்சால் [Background Natural Radiation], பல ஆண்டுகள் சிறுகச் சிறுகத் தாக்கப் பட்ட போதிலும், அவர்களுக்கு எவ்வித நோயும் வந்ததாகத் தெரிய வில்லை!  “அகலாது அணுகாது தீக்காய்வார் போல”, கவசங்களை அணிந்து கொண்டு, நமக்குப் பயன் அளிக்கும் கதிரியகத்தைக் கட்டுப் படுத்திக் கையாளுவதைத் தவிர வேறு வழியில்லை !

கதிரியக்கம் தாக்கும் உலோகத் தனிமங்கள் எங்குள்ளன ?

இயற்கையாகவே நம்மைச் சுற்றி வாழும் இடத்திற்கு ஏற்றபடி, எல்லாத் திசைகளிலும் உலவி உள்ள “பின்புலக் கதிரியக்கம்” [Background Radiation] ஓரளவு எப்போதும் நம்மைத் தாக்கி வருகிறது!  விண்வெளியிலிருந்து விண்மீன்கள் உமிழும் அண்டவெளிக் கதிர்கள் [Cosmic Rays] நம்மை எப்போதும் தாக்குகின்றன!  நாமுண்ணும் உணவு, குடிக்கும் நீர், நுகரும் காற்று, விளையும் பயிர்கள், நடமிடும் தளங்கள், உல்லாச மலைச் சிகரங்கள், சுரங்கப் பண்டங்கள் ஆகிய எல்லாவற்றிலும் மிகச் சிறிய அளவு கதிர்வீச்சு இருக்கவே செய்கிறது!  பூமியில் கிடைக்கும் யுரேனியம், தோரியம், ரேடியம், போலோனியம் போன்ற நிலையற்ற மூலகங்கள் [Unstable Elements], அணு உலைகளில், விரைவாக்கி யந்திரங்களில் ஆக்கப்படும் புளுடோனியம்-239, யுரேனியம்-233 போன்ற செயற்கை மூலகங்கள், ஏகமூலங்கள் கதிரியக்கம் எழுப்புபவை.

பொது நபர்கள் வாங்கும் கதிர்வீச்சில் 80% பின்புலக் கதிரியக்கமே மிகுதிப் பங்கு பெறுகிறது!  வீட்டின் கீழ்த்தளப் பிளவுகளிலிருந்து கசிந்து எழும் ரேடான் வாயு [Radon Gas] தீவிரக் கதிர்வீச்சை உண்டாக்குகிறது!  ரேடான் வாயுவைக் காண முடியாது! அதை உணர முடியாது !  நுகரவும் முடியாது!  வட அமெரிக்க வீடுகள் எல்லாம் குளிரைத் தடுக்கக் காற்றடைப்பு இல்லங்களாய்க் கட்டப் படுவதால், கசியும் ரேடான் வாயு வெளியேறாமல் வீட்டுக் குள்ளே சுற்றிக் கொண்டிருக்கிறது!  ரேடான் தேய்வில் வெளிவிடும் ஆல்·பா துகள்கள், அதைச் சுவாசித்து உட்கொள்ளும் வீட்டு நபர்கள் செல்களைச் சிதைத்துப் புப்புசங்களில் புற்று நோயை உண்டாக்கும் !

இருபதாம் நூற்றாண்டில் எண்ணற்ற புதிய கதிர்வீச்சு சுரப்பிகள் [Radiation Sources] தோன்றின!  எக்ஸ்ரே ஆய்வுச் சாதனம், கதிர்ப்படவியல் [Radiography], அணு உலைகள், விரைவாக்கி யந்திரங்கள், அணு உலை விபத்துகள், அணு ஆயுத வெடிப்புகள் சோதனைகள், அணு உலை எரிக்கோல்கள் தயாரிக்கும் யுரேனியம், தோரியம், புளுடோனிய தொழிற்சாலைகள், அணு ஆயுதத் தயாரிப்புக் கூடங்கள் போன்ற ஏராளமான துறைகள் உலகெங்கும் காளான்கள் போல் தோன்றிச் சூழ் மண்டலத்தில் கதிரிக்கத் தீங்குகளும், நோய்களும் பெருகிக் கொண்டே போகின்றன!  மனிதன் செயற்கையாக உண்டாக்கும் கதிர்வீச்சால் 18% பங்கு கதிரியக்கத்தை உயிரினங்கள் பெறுகின்றன!

கதிர்வீச்சு, கதிரியக்கம் என்றால் என்ன ?

ஜெர்மன் விஞ்ஞானி வில்லியம் ராஞ்சன் 1895 ஆம் ஆண்டு ஊடுறுவும் எக்ஸ்ரே கதிர்களைக் கண்டு பிடித்தார்!  அவரைப் பின் தொடர்ந்து, 1896 ஆம் ஆண்டில் ·பிரென்ச் விஞ்ஞானி ஹென்ரி பெக்குவரல் பூமியில் கிடைக்கும் தாது யுரேனியம் கதிர் வீசுவதைக் கண்டு அதற்குக் “கதிர்வீச்சு” [Radiation] என்று பெயரிட்டார்.  அடுத்து அவரைப் பின் தொடர்ந்த மேரி, பியரி கியூரி தம்பதிகள் ரேடியம், போலோனியம் ஆகியவை யுரேனியத்தை விடத் தீவிரக் கதிர் வீசுவதைக் கண்டு பிடித்து, “கதிரியக்கம்” [Radioactivity] என்று பெயரிட்டனர்!  அணுவியல் விஞ்ஞானத்தில் புரட்சி செய்த மகத்தான அந்த கண்டு பிடிப்புக்கு, அம்மூவரும் 1903 இல் நோபெல் பரிசு பெற்றார்கள்!  1934 இல் பெற்றோரைப் பின்பற்றிச் செயற்கைக் கதிர் ஏகமூலங்களை [Artificial Radioisotopes] உண்டாக்கி, அவரது புதல்வி ஐரீன் கியூரி அவையும் தேய்ந்து கதிர் வீசுவதைக் கண்டு பிடித்தார்!  அதற்குப் பிறகு பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி ஜேம்ஸ் சாட்விக் 1932 ஆம் ஆண்டு அணுக்கருவினுள் இருக்கும் நியூட்ரான் பரமாணுவைக் கண்டு பிடித்து மற்றும் ஓர் புரட்சியை உண்டாக்கினார்!  ஐரீன் கியூரியும், ஜேம்ஸ் சாட்விக்கும் அவரது அரிய சாதனைகளுக்கு நோபெல் பரிசு அளிக்கப் பட்டனர்!

இயற்கையில் சுமார் அறுபதுக்கும் மேற்பட்ட மூலகங்கள், அவற்றின் ஏகமூலங்கள் [Elements & Isotopes] கதிர்வீசிப் பளு குறைந்து, குறைந்து தேய்வடைகின்றன.  அத்துடன் அணு உலைகளிலும், விரைவாக்கி யந்திரங்களிலும் [Accelerators] செயற்கையாக 200 மேற்பட்ட மூலகங்களும், ஏகமூலங்களும் உண்டாக்கப் பட்டு, அவ்விதமே அவையும் தேய்ந்து கதிர் வீசுகின்றன.  கதிர் மூலகங்களும், ஏகமூலங்களும் உமிழும் கதிர்வீச்சில் ஆல்·பாத் துகள், பீட்டாத் துகள், காமாக் கதிர்கள் [Alpha Particle, Beta Particle, Gamma Rays] என்பவைச் சேர்ந்தோ, அன்றித் தனித்தோ எழுகின்றன!  அவற்றுடன் அணுக்கருவின் உள்ளே இருக்கும் நியூட்ரான் பரமாணுவும், செயற்கையாக உண்டாக்கப் படும் எக்ஸ்ரே கதிர்களும் கதிரியக்கம் புரிபவை!  அவற்றில் ஊடுறுவும் திற முடைய எக்ஸ்ரேயும், தீவிர சக்தி கொண்ட காமாக் கதிர்களும் மின்காந்த அலைகள் [Electro magnetic Waves] என்று அறியப் பட்டன.  ஆல்·பா, பீட்டா, நியூட்ரான் ஆகிய மூன்றும் வெறும் துகள்கள் [Particles].  இங்கு விளக்கப் படும் துகள்கள், கதிர்கள் யாவும் மின்னிகளை ஆக்கும் கதிர்வீச்சுகள் [Ionizing Radiations].  மேலும் அவை யாவும் உயர் சக்திக் கதிர்வீச்சுகள் [High-energy Radiations] எனப்படுபவை.  சூழ் மண்டலத்தில் நிரம்பியுள்ள காற்றையும், நீரையும், மண்ணையும் நாச மாக்குவது, கதிரியக்கம்!  முளைக்கும் பயிரினங்களைச் சிதைப்பது, கதிரியக்கம் !  வாழும் மாந்தருக்கும், உயிரினங்களுக்கும் தீங்குகளை விளைவிப்பது கதிரியக்கம்!

கதிர்வீச்சுகளின் போக்கும், தடுப்புக் கவசங்களும்

நேர் மின்கொடையுள்ள [Positive Charge] ஆல்ஃபா அணுக்கரு இரு புரோட்டான், இரு நியூட்ரான் கொண்டு, மிகையான பளுக் கொண்டதால், மனிதத் தோலைக் கடக்க முடியாது.  ஒரு தாள் காகிதம் அதைத் தடுத்து நிறுத்தி விடும்!  ஆனால் மூக்கின் வழியாகவோ, வாய் மூலமாகவோ ஆல்ஃபாத் துகள், மனித உடம்புக்குள் நுழைந்து விட்டால், அது பெருந் தீங்கிழைக்கும் !

வேகமாய்ப் பாய்ந்து செல்லும் பீட்டாத் துகள், அணுக்கருவைச் சுற்றி வரும் எதிர் மின்கொடை யுள்ள [Negative Charge] ஓர் எலக்டிரான்!  அவை மனிதத் தோலுக்குள் நுழைந்து விடும் சக்தி பெற்றவை!  தாளைக் கடந்து செல்லும் பீட்டாவை, ஒரு தகடோ, பலகையோ தடுத்தி நிறுத்தி விடும் !  பீட்டாத் துகள்கள் வாய், மூக்கு வழியாக மனித உடம்பை அண்டி விட்டால், தீங்குகள் உண்டாக்கும் !

ஊடுறுவும் சக்தி மிகுந்த காமாக் கதிர்களைத் தடுக்க ஈயத் தகடோ அல்லது தடித்த காங்கிரீட் சுவரோ தேவைப் படுகிறது!  எல்லாக் கதிர்வீச்சுகளிலுல் காமாக் கதிர்களே தீவிரத் தீங்குகளை மனித இனத்துக்கும், உயிரினத்துக்கும் விளைவிக்கின்றன!  கதிர்வீச்சுத் துணுக்குகள் மூக்கு, வாய் வழியாகச் சென்று உடம்பினுள் ஒட்டிக் கொண்டால், செல்கள் சிதைக்கப் பட்டு புற்று நோய் உண்டாகக் காரண மாகிறது !

எக்ஸ்ரே கதிர்கள், மருத்துவச் சாலைகளில் செயற்கை முறையில் உண்டாக்க படும் மின்காந்த அலைகள். பொதுவாக அவற்றை நிபுணர்கள் அளவாகக் கையாளுவதால், தவறுகள் ஏற்பட்டு உடம்பில் அளவு மீறிச் செலுத்துதல் என்பது குறைந்த எண்ணிக்கைச் சம்பவங்களே !

நியூட்ரான்கள் அணு உலைகளிலும், அணுப்பிளவு விளைவுகளிலும், அணு ஆயுத வெடிப்புகளிலும் வெளியேறும் துகள்கள்.  நியூட்ரான் மின்கொடை யில்லாத [Neutral Charge] பரமாணு !  அவை உடம்பை ஊடுறுவும் போது, உடம்பிலுள்ள ரசாயனப் பொருட்கள் தாக்கப் பட்டுக் கதிரியக்கத்தை எழுப்பி, அடுத்துக் கேடுகள் விளையலாம் !

பாதுகாப்பு அளவுக்கு மீறிய கதிரடியால் விளையும் தீங்குகள்:

முதன் முதல் இயற்கைக் கதிரியக்கம் கண்டு பிடித்து நோபெல் பரிசு பெற்ற மேரி கியூரியும், செயற்கைக் கதிரியக்கம் உண்டாக்கி நோபெல் பரிசு பெற்ற அவரது புதல்வி ஐரீன் கியூரியும் தீவிரக் கதிரடி வாங்கி புற்று நோய் தூண்டிய இரத்த நோயில் [Leukemia] முதன் முதல் கதிரியக்க தீங்குக்குப் பலி யானவர்கள்!  நூறாண்டுகளுக்கு முன்பு சுரங்கங்களில் வேலை பார்த்த தொழிலாளிகள் பலர் புற்று நோயில் மரண மடைந்ததற்கு, தாதுக்களில் வெளியேறிய கதிர்வீச்சுகளே காரணம்!

அண்டவெளிக் கதிர்கள், பொட்டாஸியம்40, ரேடான் வாயு ஆகியவற்றால் இயற்கையாகப் பெறும் கதிரியக்கம்: 200-300 m.rem. [milli rem. 100 rem = 1 sievert].

அணு ஆயுதச் சோதனை கதிர்ப் பொழிவுகள்: 1.0 m.rem.

உடல் நல மருத்துவ ஆய்வுகள்: 50 m.rem.

வீட்டுச் சாதனங்கள் [புகை உளவிகள், ஒளிக் கடிகாரங்கள்]: 2.0 m.rem.

அணு உலைத் தொழிலாளி: ஆண்டுக்கு 200-300 m.rem.

பொதுவான இயற்கைப் பின்புலக் கதிர்வீச்சால் பெறும் 200-300 m.rem கதிரடியால், 10,000 பேரில் ஒரு நபருக்குப் புற்று நோய் வரலாம்!

ஒரு நபரை 10 rem கதிரடி ஒரே சமயம் தாக்கினால், 1000 இல் 1 நபருக்குப் புற்று நோய் வரலாம்! [மற்ற நச்சுப் பொருள்களால் புற்று நோயில் தாக்கப் படுபவர், 1000 இல் 160-200 பேர்கள்].
100 rem கதிரடி வாங்கும் நபர்கள் வாந்தி மயக்கம் அடைவர்.  அவர்கள் 1000 பேரில் 10 பேர் அடுத்த ஆண்டே புற்று நோயில் தாக்கப் படுவார்!
300-600 rem கதிரடி பெறுவோர் சில மணி நேரத்திலே வாந்தி மயக்க மடைந்து, இரத்த செல்கள் பாதிப்பை அடைவர்!  ஓரிரு வாரங்களில் சிலர் மரண மடைவர்!  மருத்துவச் சிகிட்சை மரண எண்ணிக்கையைக் குறைக்கலாம். 450 rem கதிரடி பெற்றவர்களில் 50% நபர்கள் இறந்து போவார்!
1000 rem வாங்கிய நபர்கள் உடனே நோய்வாய்ப் பட்டு, மருத்துவச் சிகிட்சை அளிப்பினும் சில வாரங்களில் இறந்து போவார்!
5000-10,000 rem கதிரடி வாங்குவோர் உடனே மாண்டு போவார்!

கதிரியக்க தாக்குதலால் மனிதருக்கு விளையும் தீங்குகள்!

கதிர்வீச்சுகளால் நேரும் தீங்குகளை இரு வகையாகப் பிரிக்கலாம்!  ஒன்று உடல் விளைவு [Somatic Effect]; மற்றொன்று சந்ததி மூலவிகள் விளைவு [Genetic Effect].  உடல் விளைவுகளில் சோர்வு, வாந்தி, மயக்கம், தலை மயிர் உதிர்தல், புற்று நோய், அல்லது மரணம் ஆகியவை 1000 rem கதிரடி வாங்கிய மாந்தருக்கு நேர்ந்திடலாம்!

கதிர்வீச்சுத் துணுக்குகள் மனித உடலுக்குள் நுழைந்து செல்களை மின்னிகளாக்கி [Ionizing Body Cells] பாதிக்கின்றன.  சில சமயம் உடம்பே பழுதைச் சரிப்படுத்துகிறது!  பழுதுகள் தீவிர மானால் உயிரியல் தீங்குகள் [Biological Damages] பெருகும்!  கதிரியக்கத் துணுக்குகளின் அரை ஆயுளுக்கு [Half Life (Time taken to become half by Decay Process)] ஏற்ப, அவை நீண்ட காலங்கள் தீங்கு விளவிக்கலாம்!  அல்லது குன்றிய காலம் வரைத் துன்புறுத்தலாம்!

அணு உலைகளிலும், அணு ஆயுத வெடிப்புகளிலும் வெளிவரும் ஐயோடின்-131 ஏகமூலத்தின் [Isotopes] அரை ஆயுள்: 8 நாட்கள்!  ஸ்டிரான்சியம்-90 இன் அரை ஆயுள்: 29 ஆண்டுகள்!  சீஸியம்-137 இன் அரை ஆயுள்: 30 ஆண்டுகள்!  இவற்றில் ஸ்டிரான்சியம்90 உடம்பின் எலும்பைத் தேடி அங்கு போய் குடி கொண்டு  அதைச் சிதைக்கிறது!  ஐயோடின்-131 தொண்டையில் உள்ள தைராய்டு சுரப்பியைப் பற்றிக் கொண்டு பாதிக்கிறது!  சீஸியம்-137 உடம்பில் பல்லாண்டு காலம் ஒட்டிக் கொண்டு புற்று நோய் உண்டாக்குகிறது! இவற்றை உடம்பிலிருந்து அகற்றுவது மிகவும் கடினமான செயல்!

ஆனால் இதற்கு முரணாகக் கதிர்களால் மூலவிகள் துண்டிக்கப்படும் [Genes Mutations] போது, தாக்கப் பட்டோருக்குப் பிறக்கும் சந்ததிகள் பாதகம் அடைகின்றன!  ஹிரோஷிமா, நாகசாகியில் மிகையான கதிரடி வாங்கியோர் சந்ததிகள் பாதிக்கப் படவில்லை!  ஆனால் குறைவான அளவில் கதிரடி பட்டோரின் சந்ததிகள் அங்க ஈனமுடன் பிறந்துள்ளன!  புற்று நோய் வருவதும், சந்ததிப் பாதிப்புகளும் அங்கு மிங்கும் எங்கோ நிகழும், ஒழுங்கற்ற [Random] விளைவுகளே!  கதிரடி அளவுகள் அதிக மாகும் போது, அவ்விளைவுகளின் எண்ணிக்கையும் மிகைப்படுகிறது!

செர்நோபிள் அணு உலை விபத்தில் பரவிய கதிரியக்கப் பொழிவுகள்

1986 ஏப்ரல் 26 ஆம் தேதி சோதனையின் போது விபத்தில் வெடித்த செர்நோபிள் ரஷ்ய அணு உலை வெளியாக்கிய கதிர்ப் பொழிவுகள் நார்வே, சுவீடன், பிரிட்டன் நாடுகளில் பரவி, மற்றும் பல்லாயிரம் மைல் கடல் கடந்து, கனடாவிலும் அதன் கதிரியக்கம் உளவின் போது அறியப்பட்டது!  நார்வேயில் வாழும் ரெயின்டியர் மான்கள், கனடாவில் சுற்றும் கரிபு மான்கள் ஆகியவற்றின் இறைச்சியைத் தின்றவர் உடம்பில் கதிரியக்கம் முதன் முதலில் கண்டு பிடிக்கப் பட்டது!  அணு உலை விபத்தில் யுரேனியம் எரிக்கோல்கள் எரிந்து உருகி, ஏராளமான அளவு கதிர்வீச்சு உலகெங்கும் பரவி விட்டது!  மூன்று மைல் உயரத்தில் எழும்பிய கதிரியக்க முகில், காற்றில் கலந்து சூழ் மண்டலத்தில் நஞ்சைப் பரப்பி விட்டது!  20 மைல் சுற்றளவில் வாழ்ந்த 135,000 மக்கள் ராணுவ பஸ்களில் ஏற்றப் பட்டு வேறோர் ஊரில் குடிபுக ஏற்பாடானது!  ஓரிரு நாட்களில் 31 மாந்தர் மாண்டனர்!  அணு உலைக் கருகில் வாழ்ந்த 700,000 மக்கள் கதிரியக்கத்தால் தாக்கப் பட்டு, அடிக்கடி ஒழுங்காகச் சோதிக்கப் பட்டு வருகிறார்கள்! அவர்களில் மூன்றில் ஒரு பங்கு சிறு குழந்தைகள்!

கதிர்வீச்சுக் குறைப்பு! கதிர்வீச்சுப் பாதுகாப்பு!

பல்லாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றிய உயிரினங்கள், மனித இனங்கள் இயற்கையில் பரவிய கதிர்வீச்சுக் கடலில் வாழையடி வாழையாய் நீந்தி வந்து, இன்னும் அவற்றின் சந்ததிகள் தொடர்கின்றன!  கதிரியக்கம் என்பது, இயற்கையாகவே மனித வாழ்க்கையுடன் பின்னிக் கொண்ட, தவிர்க்க முடியாத சூழ்நிலை  நிகழ்ச்சி யாகும்!  மனிதர் படைத்த அணு உலைகளும், அணு ஆயுதங்களும் நம் அருகில் இருந்து கொண்டு பல்லாண்டுகள் பயமுறுத்தி வருவதை யாராலும் தடுக்க முடியாது!  ஆனால் மனித இனம், உயிரினம், பயிரினம் கதிரியக்கத் தீங்குகளிலிருந்து உறுதியாகப் பாதுகாக்கப் பட வேண்டும்!  அவை நுகரும் காற்றில் கதிர்வீச்சுத் துணுக்குகள் கலக்காமல் தூயதாக அமைந்திட யாவரும் ஒருங்கே பாடுபட வேண்டும்!

அதற்குக் கட்டுப்பாடுகள், வழி முறைகள் உண்டா?  ஆம், அகில நாட்டு அணுசக்திப் பேரவை [I.A.E.A International Atomic Energy Agency, Vienna, Austria] தயாரித்துள்ள கட்டுப்பாடுகள் பல உள்ளன!  அவற்றைக் கடைப் பிடிக்க வழி முறைகள் உள்ளன! ஆனால் அவை போதா!  கதிர்வீச்சுக் கழிவுகளைக் காங்கிரீட் சமாதிகளில் புதைக்கலாம்!  கதிர்வீச்சு உயிரினங்களைச் சிதைக்கா திருக்க கவசங்களை [Radiation Shieldings] அணிந்து கொள்ளலாம்!  சிறுவர், சிறுமியர், கர்ப்பக் கரு கதிர்வீச்சுப் படாமல் மறைந்து நிற்கலாம்!  “அகலாமல், அணுகாமல் தீக்காய்வார் போல” என்று திருவள்ளுவர் கூறியது போல், மாந்தர் நெருப்புடன் பழகுவது போன்று கதிர்வீச்சுடனும் தொடர்பு கொள்ள வேண்டிய கட்டாயம் நேரிடுகிறது!  மனிதர் ஆக்கிய கதிரியக்க விளைவுகளின் தீங்குகளைக் கட்டுப் படுத்திப் பொது மக்களைப் பாதுகாக்க மத்திய அரசாங்கம், மாநில அரசாங்கம், நகர ஆட்சி நிறுவனம், அணுவியல் துறையகம், கல்லூரிகள், பள்ளிக் கூடங்கள், கோயில் நிர்வாகங்கள் போன்றவை பொது மக்கள் அறிய வேண்டியவற்றை அடிக்கடி உபதேசித்து, பயிற்சி அளித்துப் பாதுகாப்பு முறைகளைக் கையாள உதவ வேண்டும் !

(தொடரும்)

***********************

தகவல்:

1.  http://www.npcil.nic.in/index.asp [Nuclear Power Corporation of India Ltd Website for Nuclear Power Updates]

2. http://pib.nic.in/release/release.asp?relid=20878 [President Dr. Abdul Kalam Speech on Kudungulam (Sep 22, 2006)]

3. http://www.stratmag.com/issue2Nov-15/page03.htm
[Russia Breaches Nuclear Blockade against India By: C. Raja Mohan (Nov 16, 2001)]

4.  World Nuclear Association – WNA Radiological Protection Working Group – RPWG (Official List – July 20, 2006)
http://www.world-nuclear.org/sym/2006/st_pierre.htm
5. World Nuclear Association – WNA Waste Management and Decommissioning Working Group – WM&DWG
(Official List – July 25, 2006)  http://www.world-nuclear.org/sym/2006/st_pierre.htm

6. http://www.candu.org/npcil.html [Indian Heavywater Nuclear Power Plants]

7. Safety of Nuclear Power Reactors, [www.uic.com.au/nip14.htm] (July 2007)

8. Nuclear Power Plants & Earthquakes [www.uic.com.au/nip20.htm] (Aug 2007)

9. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=80708091&format=html Letter By R. Bala (August 9, 2007)

10. http://www.wano.org.uk/WANO_Documents/What_is_Wano.asp [World Association of Nuclear Operation Website]

11 IAEA Incident Reporting System Using Operational Experience to Improve Safety (IAEA Instruction)

12  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40504291&format=html (பாரதத்தின் பூத அணு
மின்சக்தி நிலையங்கள்)
13  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40409094&format=html (இருபத்தியொன்றாம் நூற்றாண்டில் அணுவிலிருந்து மின்சக்தி)
14 National Geographic Magazine Radiation Effects [April 1989]
15 Facts About Radiation by Ontario Hydro Nuclear Division
16 Ascent Magazine By Atomic Energy of Canada Ltd. [Summer 1989]
17 Understanding Ionizing Radiation [August 1992]
18 Radiation is Part of Life [March 1985]
19. <http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=203041912&format=html> (கல்பாக்கம் அணு உலை பற்றி ஞாநி)
20. <http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=20305046&format=html> (கல்பாக்கம் அணு உலை பற்றி எனது கட்டுரை)
21. <http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=20309252&format=html> (கல்பாக்கம் அணு உலை பற்றி இரண்டாம் கட்டுரை)

******************

S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com] October 18, 2007

பாரத அணு மின்சக்தித் துறையகச் சாதனைகளும் யந்திர சாதன அமைப்புத் திறனும்

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

முன்னேறி வரும் நாடுகளில் முழுத் தொழிற்துறை மயமாகி நமது நாகரீக வாழ்வு தொடர்வதற்கு அணுசக்தி ஓர் எரிசக்தியாக உதவுவது மட்டுமல்லாது, முக்கியமான பூரணத் தேவையுமாகும். 

அணுவியல் மேதை, டாக்டர் ஹோமி ஜெ. பாபா

சுருங்கித் தேயும் சுரங்க நிலக்கரி, குறைந்து போகும் ஹைடிரோ-கார்பன் எரிசக்திச் சேமிப்புகளை எதிர்பார்த்து விரிந்து பெருகும் இந்தியாவின் நிதிவள வேட்கையை நோக்கினால், நூறு கோடியைத் தாண்டிவிட்ட மக்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய யுரேனியம், தோரியம் ஆகியவற்றின் எரிசக்தியை முழுமையாகப் பயன்படுத்திப் பேரளவு அணுசக்தியை உற்பத்தி செய்யும் முறை ஒன்றுதான் தற்போது இந்தியாவுக்கு ஏற்றதாக உள்ளது.

டாக்டர் அனில் ககோட்கர் [அதிபதி அணுசக்திப் பேரவை 2003]

தாராப்பூரில் முன்னடி வைக்கும் உன்னத அணுமின் நிலையம்

இந்திய அணுசக்தித் துறையகத்தின் வரலாற்றில், 2005 மார்ச் மாதம் 6 ஆம் தேதி பொன்னெழுத்துக்களில் பொறிக்கப்பட வேண்டிய நாள்! அன்றுதான் மகாராஷ்டிராவில் உள்ள தாராப்பூரில் பூத ஆற்றல் கொண்ட புதிய கனநீர் அணுமின்சக்தி உலையின் ஆரம்ப இயக்கம் ‘பூரணத்துவம் ‘ (Criticality) எய்தியது! அந்த அசுரப் பணியின் மகத்துவம் என்ன வென்றால், ஐந்தாண்டுகளில் முதல் யூனிட் கட்டப்பட்டு ஆய்வு வினைகள் அனைத்தும் முடிக்கப்பட்டு, முதல் தொடக்க இயக்கம் துவங்கி மாபெரும் சாதனையை நிகழ்த்தி யுள்ளது. பாரத அணுவியல் விஞ்ஞானிகளும், பொறியியல் வல்லுநர்களும் முழுக்க முழுக்க டிசைன் முதல், நிறுவகம் வரைச் செய்து முடித்து, அயராது பணியாற்றி வடிவம் தந்த இரட்டை அணுமின் உலைகள் கொண்ட நிலையம் அது. இதுவரை பாரதம் கட்டி இயக்கிவந்த 220 மெகாவாட் நிலையங்களை விட இரண்டு மடங்கு ஆற்றலுக்கும் மிகைப்பட்ட தகுதி [540 MWe (Each)] பெற்ற நிலையம் அது. அணு உலை பூரணத்துவம் அடைவது, அணு உலை இயக்க முறையில் துவக்க நிலையாகும். அப்போது அணு உலையின் பாதுகாப்பு, அபாயநிலைத் தவிர்ப்பு முறைகள் யாவும் கீழான வெப்ப நிலையில் பலதரம் சோதிக்கப்பட்டு [Low Power Testing] அடுத்து மின்சக்தி ஆற்றலை மிகையாக்க ஆய்வுகள் நடத்தப்படும். இரட்டை அணுமின் உலைகள் ஒவ்வொன்றும் 540 மெகாவாட் ஆற்றல் பெற்றது. 2005 செப்டம்பர் 12 முதல் யூனிட்-4,  அடுத்த 540 மெகாவாட் யூனிட்-3, 2006 ஆகஸ்டு 18 முதல் முழு ஆற்றலை மேற்திக்கு மின்சாரக் கோப்புக்குப் [Western Power Grid] பரிமாறி வருகின்றன. 

 

இந்தியாவின் முக்கட்ட அணுசக்தி உற்பத்தித் திட்டங்கள்

தற்போது அணுசக்தி உற்பத்திக்கு தீர்க்க தெரிசி டாக்டர் ஹோமி பாபா 45 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு திட்டமிட்ட முக்கட்ட முறையை அணுசக்தித்துறை வல்லுநர்கள் பின்பற்றி வருகிறார்கள். முதற் கட்டத்தில் கனநீர் மிதவாக்கியாகவும், வெப்பக் கடத்தியாகவும் [Heavy Water as Moderator & Heat Transport Fluid] இயற்கை யுரேனியம் எரிக்கோலாகவும் [Natural Uranium as Fuel Rod] பயன்படும் அணுமின் நிலையங்கள் நிறுவப்படும். இரண்டாம் கட்டத்தில் முதற்கட்ட அணுமின் உலைகளில் உண்டாகும் எச்சக் கழிவில் பிரிக்கப்படும் புளுடோனியம் எரிக்கோலாகி, இந்தியாவில் மிகையாகக் கிடைக்கும் தோரியத்தை வேகப் பெருக்கி அணுமின் உலைகளில் இட்டு அணுப்பிளவாகும் யுரேனியம்-233 [Fissile Uranium-233] உண்டாக்கப்படும். பிரித்தெடுக்கப்படும் யுரேனியம்-233 எரிக்கோலாகப் பயன்பட்டு, மூன்றாம் கட்டத்து வேகப் பெருக்கி அணுமின் உலைகள் தோரியம்-232 இடையே இடப்பட்டு, மின்சார உற்பத்தியும் எதிர்கால யுரேனியம்-233 பக்க விளைச்சலும் ஒரே சமயத்தில் உண்டாக்கபடும்.

இந்தியாவின் தற்போதைய யுரேனியம் இருப்பு: 78,000 டன், தோரியம் இருப்பு: 363,000 டன். யுரேனியத்தைப் போல் நாலரை மடங்கு அளவிருக்கும் தோரியத்தைப் பயன்படுத்தும் முக்கட்டத் திட்டத்தின் வெற்றி எதிர்காலத்தில் இயங்கப் போகும் சிக்கலான, அபாயங்கள் ஒளிந்திருக்கும் வேகப் பெருக்கி அணுமின் நிலையங்களின் பாதுகாப்பான இயக்கப் பண்புகளைப் பொருத்தது. முதல் கட்டத்தில் மகத்தான வெற்றி பெற்ற அணுசக்தித் துறையகம் இரண்டாம், மூன்றாம் கட்டங்களில் எவ்விதம் இயக்கி வரும் என்பதை இப்போது ஊகிப்பது கடினமாகும். இதுவரை கல்பாக்கத்தில் 12.5 மெகாவாட் ஆற்றலில் இயங்கி வரும் வேகப் பெருக்கி ஆய்வு அணு உலையில் பெற்ற அனுபவம் போதாது. அடுத்துக் கட்டுமானம் ஆகிவரும் 1200 MWt ஆற்றலில் இயங்கவிருக்கும் வேகப் பெருக்கி அணுமின் உலையின் அனுபவங்கள் முக்கியமானவை. அதன் எதிர்கால இயக்கப் பண்புகளின் சிக்கலான போக்கை இப்போது சிந்திக்க முடியாது.

அணுமின் உலைகளுக்குச் சிக்கன யுரேனிய எருக்கோல்

ஒரு டன் அணுக்கரு யுரேனிய எரு உண்டாக்கும் வெப்பசக்தி, (2-3) மில்லியன் டன் இயல்வள எருக்கள் [நிலக்கரி, எரிவாயு அல்லது எரி ஆயில்] தரும் வெப்பசக்திக்குச் சமம். அணுமின் நிலையம் ஒன்றின் கட்டமைப்புச் செலவு [Capital Cost] 30 அல்லது 40 ஆண்டுகளில் நிதித்தேய்வு [Depreciation] ஆகிறது. அதற்குப் பயன்படும் எருச் செலவு [Fuel Cost] தனிக் கட்டமைப்புச் செலவாக பல வருடங்களில் நிதி தேய்கிறது. நிலையத்தின் இயக்கப் பராமரிப்புச் செலவுகள் [Operation & Maintenance Expenses] நிலையத்தின் ஆண்டுச் செலவுகளுடன் சேர்த்துக் கொள்ளப்படுகிறது. சுண்டக்காய் அளவு யுரேனியம் [7 gram Uranium Pellet] 3.5 பீப்பாய் எரி ஆயில் [Barrels of Oil], 17,000 கியூபிக் அடி எரிவாயு [Natural Gas] அல்லது 1780 பவுண்டு நிலக்கரி தரும் வெப்பத்தை உண்டாக்குகிறது.

அணுமின் நிலையத்தின் யூனிட் மின்சார விலையைக் குறைப்பது மலிவான, விலை ஏறி இறங்காத அதன் எருவான யுரேனிய மூலக் கனிவளமே. 2000 ஆண்டுக்கு இடையில் 1 kg யுரேனிய எருக்கோல் தயாரிக்க அமெரிக்காவில் மதிப்பீடான செலவு இதுதான்.

யுரேனியம் ஆக்ஸைடு (U3O8): 8 kg x $30 = $200.

மாற்றல் செலவு [Conversion Cost]: 7 kgU x $5.5 = $38.

செறிவாக்குக் செலவு [Enrichment Cost]: 4.3 SWU x $105 = $452

எருகோல் தயாரிப்புச் செலவு [Fuel Fabrication Cost]: 1 kg = $240

மொத்தச் செலவு: 1 kg = $930

இந்த அளவு யுரேனியம் அளைக்கும் வெப்பசக்தி =3400 gega Joules [315,000 kwh]

ஆகவே எருக்கோல் விலை = 0.30 cents/kwh

இந்திய மதிப்பீடின்படி ஓர் அணுமின் நிலையக் கட்டமைப்புக்குச் செலவு: ரூ 4.25 கோடி/MWe. 1000 MWe அணுமின் நிலயத்தின் கட்டமைப்புக்குச் செலவு: 4250 கோடி ரூபாய்.

மிக மலிவான மின்சக்தி அளிக்கும் கனநீர் அணு உலைகள்

பாரத அணுசக்திப் பேரவையின் முதல் அதிபர், டாக்டர் ஹோமி பாபா 220 MWe ‘காண்டு ‘ அழுத்தக் கனநீர் அணுமின் நிலையத்தைக் [CANDU, Pressurized Heavy Water Reactor] கனடாவிலிருந்து பெறும் போது அணு உலை, அழுத்தக் குழல்கள், அணு உலைச் சாதனங்கள், யுரேனிய எரிக்கட்டுகள் ஆகியவற்றை இந்தியாவிலே பின்னால் தயாரிக்கும் நோக்கத்துடன் டிசைன் நுணுக்க முறைகளையும், விளக்க வரை படங்களையும் வாங்கிக் கொள்ள ஒப்பந்தம் புரிந்து கொண்டார். அம் முறையில் யுரேனியம் டையாக்ஸைடு எரிக்கட்டுகள் [UO2 Fuel Bundles] முதலில் வெற்றிகரமாய் ¨ஹைதராபாத் எரிக்கட்டு தயாரிக்கும் கூடத்தில் [Nuclear Fuel Complex, Hydrabad] 220 MWe அணுமின் உலைகளுக்குத் தயாரிக்கப் பட்டன. அடுத்துச் சிக்கலான அணு உலைக் கலன்கள் [Reactor Vessels] பாம்பாய் ‘லார்ஸன் & டியூப்ரோ ‘ தொழிற் கூடத்தில் உருவாக்கப் பட்டன. பிறகு அணு உலைக்கு வேண்டிய நூற்றுக் கணக்கான ஸிர்கோனியம் கலவை அழுத்தக் குழல்கள் மற்றும் சாதாரண குழல்கள் [Zirconium Alloy Pressure Tubes, Calandria Tubes], சிறப்பாக தயாரிக்கப் பட்டன.

இந்தியாவின் அணுசக்தி உற்பத்தித் திறம் 2000 ஆண்டு முடிவில் ஆற்றல் 2720 MWe ஆகி யிருந்தது. அடுத்து 2010 ஆண்டுக்குள் 8100 MWe ஆற்றலாகப் பெருக்க புதிய 220 MWe, 500 MWe, 1000 MWe ஆற்றல் கொண்ட அணுமின் நிலையங்கள் கட்டப் பட்டு வருகின்றன! அமெரிக்காவின் கொதிநீர் அணு உலைகள் [BWR] மற்றும் ரஷ்யாவின் அழுத்தநீர் அணு உலைகளுக்குச் செலவு மிகையான [VVER-1000] செறிவு உரேனியம் [2%-4% U235] எரிபொருள் தேவைப் படுகிறது. ஆனால் கனநீர் அணு உலைகளுக்கு இயற்கையாகக் கிடைக்கும் யுரேனியம் பயன்படுவதால், எரிபொருள் மலிவு. மேலும் யுரேனியம் டையாக்ஸைடு துண்டுகளை [UO2 Pellets] ஸிர்கொலாய் குழல்களில் [Zircaloy Tubes] அடைத்து, எரிக்கோல்களாய் தயாரிப்பதும் எளிதே! சாதாரண நீரில் கிடைக்கும் கனநீரை [Heavy Water] ரசாயன முறையில் பிரித்தெடுப்பது ஒன்றுதான் விலை ஏற்றமானது. கனநீர் மீண்டும் மீண்டும் பயன்படுவதால், முதல் தரம் அணு உலையில் நிரப்பப் பட்டபின், கசிவுகள் மற்றும் சிந்தி ஆவியாகி மறைதல், சிந்தி எடுக்க முடியாமல் இழத்தல் போன்ற விளைவுகளால் குறைந்து போகும் அளவை மட்டும் ஈடு செய்ய வேண்டி வரும்! விலை மதிப்பான கனநீர் ‘திரவப் பொன்னாகக் ‘ [Liquid Gold] கருதப் படுகிறது!

கனநீர் அணு உலைகளுக்கு வேண்டிய யுரேனிய எரிக்கட்டுகள் யாவும் ஹைதராபாத்தில் தயாரிக்கப் படுகின்றன. 1960 ஆண்டுகளில் கனடா பம்பாயில் அமைத்த ஸைரஸ் ஆராய்ச்சி அணு உலையின் [CIRUS Research Reactor] எரிக்கோல்கள் யாவும் பாரதத்தில் முதன் முதல் தயாரிக்கப் பட்டன. அடுத்து ராஜஸ்தானில் கனடா கட்டிய முதல் 220 MWe கனநீர் அணுமின் உலையின் எரிக்கட்டுகள் [Fuel Bundles 3.25″ diameter 19.5″ Long] ஆக்கப் பட்டன. தற்போது அம்முறையப் பின்பற்றிப் புதிய 500 MWe அணுமின் உலைகளுக்கும் அவற்றை விடப் பெரிய எரிக்கட்டுகள் [4″ Diameter, 19.5″ Long] தயாரிக்கப் படுகின்றன. 37 குழல்கள் கொண்ட எரிக்கட்டின் ஒவ்வொரு குழலிலும் சிறு யுரேனியம் டையாக்ஸைடு உருளைத் துண்டுகள் 24 திணிக்கப் பட்டுள்ளன.

500 MWe அணுமின் நிலையத்தின் முக்கிய பாகங்கள்

இரட்டை அணுமின் உலையாக [2X500 MWe] அமைக்கப் பட்ட இந்த நிலையங்களின் அரண், ஆட்சி அறை, கட்டுப்பாட்டுக் கருவி ஏற்பாடுகள், டர்பைன் கட்டடம் யாவும், தனித்தனியாக அமைக்கப் பட்டவை. வெப்ப சக்தியை இழந்த தளர் நீராவியின் மிஞ்சிய வெப்பத்தைக் குளிர்விக்கக் கடல் நீர் தணிப்புக் கலனில் [Condenser] பயன்படுகிறது.  165 அடி உள் விட்டமுள்ள கான்கிரீட் அரணுக்குள் ‘காலான்டிரியா ‘ என்று அழைக்கப்படும் அணு உலை [ Calandria Reactor Vessel] மையத்தில் மற்றுமோர் சிறிய கான்கிரீட் கோட்டைக்குள் மட்ட நிலையில் [Horizontal Reactor] அமைக்கப் பட்டுள்ளது. அணு உலையின் இருபுற முகப்பிலும் உள்ள 392 துளைகளில் ஸிர்கோலாய் காலன்டிரியா குழல்கள் [Zicaloy Calandria Tubes] அழுத்த விசையில் உருட்டி இணைக்கப் பட்டுள்ளன. அவற்றின் ஊடே நடுவில் ஸிர்கோலாய், இருபுறமும் ஸ்டெயின்லஸ் ஸ்டால் முனைப்பு கொண்ட, 392 அழுத்தக் குழல்கள் [Zircaloy (Zr-2.5%Nb) Pressure Tubes with Stainless Steel End Fitting either side] நுழைக்கப் பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு அழுத்தக் குழல் மையத்தில் 12 ‘எரிக்கட்டுகள் ‘ [12 Fuel Bundles in each Pressure Tube], அடுத்து ஒவ்வொரு நுனியிலும் ஒரு ‘கவசத் தடுப்பி ‘ [Shield Plug], ஒரு ‘துளை அடைப்பி ‘ [Closure Plug] அமைக்கப் பட்டுள்ளன.

அணு உலை இயங்கும் போதே எரு ஊட்டும் யந்திரம் [On-power Fuelling Machine], அழுத்தக் குழலில் எரிக்கட்டுகள், கவசத் தடுப்பி, துளை அடைப்பி ஆகியவற்றை நுழைவிக்கவோ அல்லது எடுக்கவோ பயன்படுகிறது. முதல் முறையாக அணு உலைக் குழல்களில் ஏற்றப்படும் எரிக்கட்டுகளின் எண்ணிக்கை: 4704, [392X12=4704]. அணு உலை 500 MWe ஆற்றலில் இயங்கும் போது, நாள் ஒன்றுக்கு இரண்டு அல்லது மூன்று குழல்களில் இடத்துக்கு ஏற்ப 4 அல்லது 8 எரிக்கட்டுகள் மாற்றினால் போது மானது!

தனிப்பட்டுச் சுயமாய் இயங்கும் இரட்டைத் தடுப்பு முறைகள் [Two Independent Shutdown Systems] அணு உலையை நிறுத்த ஏற்படுத்தப் பட்டுள்ளன. முதலாவது ஏற்பாடில் 28 கூடான காட்மியம் தடைக் கோல்கள் [Hollow Cadmium Shutdown Rods] தாமாக ஈர்ப்பியல்பால் [Falling under Gravity] உலைக்குள்ளே விழுந்து, நியூட்ரான்களை விழுங்கி அணுக்கரு இயக்கத்தை நிறுத்தும். அணு உலை இயக்கத்தின் போது, தடைக் கோல்கள் மேல் நோக்கி தூக்கப் படும். இரண்டாவது அணு உலை நிறுத்தும் தடை ஏற்பாடு: நியூட்ரான் விழுங்கும் நஞ்சுத் திரவத்தை மிதவாக்கிக் கனநீரில் உட்செலுத்தும் ஆறு மட்டக் குழல்கள் [Horizontal Tubes, Injecting (Gadolinium Nitrate) Poison into the Moderator Heavy Water] நுழைக்கப் பட்டுள்ளன.

அணு உலை மித நியூட்ரான்களைக் கூட்டிக் குறைக்க [அதாவது அணு உலையில் வெப்ப சக்தி வெளியீட்டை ஏற்றி இறக்க] நீர் நிரம்பிய 14 அரங்குக் கட்டுப்பாடு மூலம் [14 Zonal Control System], அணு உலை ஆட்சியைச் சுயமாகவோ அல்லது கையாட்சியாலோ செய்யலாம்.

டர்பைன், தணிகலன், மின்சார ஜனனி, மற்றும் கொதி உலைக்கு நீர் அனுப்பும் பொதுத்துறைச் சாதனங்கள் [Conventional System Equipment] யாவும் டைபைன் கட்டடத்தில் அமைக்கப் பட்டுள்ளன.

அணுவியல் துறைக்கு வேண்டிய நுணுக்க முறைபாடுகள்

அணுமின் சக்தி வளர்ச்சிப் பணியில் டாக்டர் ஹோமி பாபா முன்னோக்குடன் 1960-1965 ஆண்டுகளில் ஆரம்பித்த துறைகளும், அவரது மரணத்துக்குப் பின் உண்டாக்கப் பட்ட நுணுக்க முறைகளும் பாரதத்தில் நிலைநாட்டப் பட்டதால் 500 MWe ஆற்றல் அணுமின் நிலையத்தை தாமே முதலில் உருவாக்க அணுவியல் துறை நிபுணர்களுக்கு ஊக்கம், உறுதி, உற்சாகமும் உண்டாயின!

1. சுரங்கத்திலிருந்து இயற்கை யுரேனியத்தை எடுத்துச் சுத்திகரித்து, யுரேனியம் டையாக்ஸைடு உருளைத் துண்டுகள் [UO2 Fuel Pellets] ஆக்கி, எரிக்கட்டுகள் தயாரிப்பு [Fuel Bundles].

2. ஸிர்கோலாய் அழுத்தக் குழல்கள், காலன்டிரியா குழல்கள் [Zircaloy Pressure Tubes & Calandria Tubes] அணு உலைக்கும், சிறு குழல் உறைகள் [Zircaloy Fuel Sheaths] எரிக்கட்டுகளுக்கும் ஆக்குதல்.

3. அணு உலைகளில் மிதவாக்கியாகவும், வெப்பக் கடத்தியாகவும் பயன்படும் கனநீர் திரவம் ஏராளமான அளவில் ரசாயனத் தொழிற்சாலைகளில் உற்பத்தி.

4. அணுமின் உலைக் கட்டுப்பாட்டுக் கருவிகள், கதிரியக்க மானிகள் [Radiation Monitors], அணு உலை ஆட்சி ஏற்பாடுகள் [Nuclear Power Reactor Instrumentation & Controls] தயாரிப்பு.

5. ஆராய்ச்சி அணு உலைகளில் யுரேனியம், புளுடோனியம் எரிபொருளைப் பயன்படுத்தி, அணு உலை பெளதிகத்தில் நியதி, ஆய்வுப் பணிகள் [Theoretical & Experimental Work in Reactor Physics] ஆகியவற்றை புரிதல்.

6. கதிரியக்க உடல் நலத்துறைப் பொறி நுணுக்க விருத்தியில் [Development Technology in Health Physics] புதிய வழி முறைகளை வகுத்தல்.

7. கழிவு எரிபொருள் மீள் சுத்திகரிப்பு முறைகளில் [Spent Fuel Reprocessing Techniques] முன்னேறி ரசாயனத் தொழிற் சாலைகள் அமைப்பு.

8. அணு உலை உலோகங்களின் உலோகவியல் ஆய்வுத் துறைகளில் வளர்ச்சி [Progress in Nuclear Reactor Materials Metallurgy].

9. சாதனங்கள், உபரிகளைச் சோதிக்கும் தனிப்பட்ட ஆய்வு அமைப்பாடுகள் [Special Test Facilities to test Equipment & Components].

10. கதிர்வீசும் கழிவுகளைக் கையாண்டு, பாதுகாப்பாக வாகனங்களில் போக்கு வரத்து செய்து புதைக்கும் முறைகளை [Waste Management Techniques] தீர்மானித்தல்.

11. அணு உலைப் பாதுகாப்பு ஆய்வுகள், அரண், கட்டமைப்பு உலோகச் சாதன ஆய்வுகள் [Reactor Safety, Containment Model & Structural Analyses] ஆகியவற்றைச் செய்தல்.

அணுவியல் நுணுக்கச் சாதனங்களை உற்பத்தி செய்யும் தொழிற் கூடங்கள்

220 MWe, 500 MWe ஆற்றல் அணுமின் நிலையங்களின் பெரும் பான்மையான சாதனங்களையும், கருவிகளையும் பாரதத்தில் உற்பத்தி செய்யும் அணுவியல் ஆராய்ச்சிக் கூடங்களும், தொழிற்சாலைகளும் கீழே காணப்படுகின்றன. அவை போக சில நுணுக்க சாதனங்கள், சிறப்புக் கருவிகள், கருவிகளின் உளவிகள் [Sensors] வெளிநாடுகளிலிருந்து வாங்கப் படுகின்றன.

1. பம்பாயில் உள்ள பாபா அணுவியல் ஆய்வு மையம். [Bhabha Atomic Research Centre, Bombay]

2. கல்பாக்கத்தில் இருக்கும் இந்திரா காந்தி அணு ஆய்வு மையம் [Indira Gandhi Atomic Reseach Centre, Kalpakkam, Chennai]

3. யுரேனியம் கார்பொரேசன் ஆஃப் இந்தியா [Uranium Corporation of India Ltd]

4. ஹைதராபாத்தில் உள்ள அணுவியல் தாதுக்களின் ஆணையகம் [Atomic Minerals Division, Hydrabad]

5. இந்திய அரிய தாதுக்கள் தொழிற்சாலை [Indian Rare Earths Ltd]

6. ஹைதராபாத்தில் உள்ள அணுவியல் எரிக்கோல் தயாரிப்பு சாலை [Nuclear Fuel Complex, Hydrabad]

7. ஹைதராபாத்தில் உள்ள எலெக்டிரானிக்ஸ் கார்பொரேசன் ஆ·ப் இந்தியா [Electronics Corporation of India Ltd. Hydrabad]

8. பம்பாயில் உள்ள கனநீர் உற்பத்தி ஆணையகம் [Heavy Water Board]

9. கதிர்வீச்சு, கதிர் ஏகமூலகப் பொறித்துறை ஆணையகம் [Board of Radiation & Isotope Technology]

10. பம்பாயில் உள்ள லார்ஸன் & டியூப்ரோ யந்திரத் தொழிற்சாலை [Larson & Tubro, Bombay]

11. போபாலில் அமைந்துள்ள கனமின் யந்திரத் தொழிற்சாலை [Heavy Electricals, Bhopal Ltd]

இந்தியாவில் இயங்கி வரும் பெரும்பான்மையான கனநீர் அணு உலைகளின் சில பொது அமைப்புகள்:

1. இரட்டைக் கான்கிரீட் அரண்கள். உட்புற அரண் முறுக்கப் பட்ட உறுதியான கான்கிரீட் கோட்டை [Prestressed Reinforced Concrete].

2. தனித்தனியான அழுத்தக் குழல்கள் எரிபொருளுடன் நுழைக்கப் பட்ட, மட்ட நிலையில் தொங்கும் அணு உலை [Horizontal Reactor having several independent Pressure Tubes with Fuel Bundles].

2. அணு உலையின் இருபுறமும் நீர் நிரப்பப் பட்ட 304L ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டால் முன்புறக் கவசங்கள் [Water Filled 304L Stainless Steel End Shields].

3. அணு உலை இயங்கும் போது எரிக்கோல் ஊட்டும் முற்போக்கான யந்திரங்கள் [Improved On-power Fuelling Machines]

4. தானாக இயங்கும், தனிப்பட்ட இரட்டை அணு உலை நிறுத்த ஏற்பாடுகள்.

5. விபத்துக் காலத்தில் அணு உலையைக் கட்டுப் படுத்தவும், கண்காணிக்கவும் தனியாக அமைக்கப் பட்ட அபாய கால அணு உலை ஆட்சி அறை [Emergency Control Room]

6. விபத்து சமயத்தில் அரணில் அடைபட்ட வெப்ப நீராவியின் சக்தியை குளிர்விக்கத் ‘தணிப்புக் குளம் ‘ [Suppression Pool] ஒன்று கீழ்த் தளத்தில் அமைப்பாடு.

7. கதிரிக்கத் திரவ வெளியேற்றத்தைத் தடுக்க, சுற்றி வரும் மீள்சுற்றி வெப்பக் கடத்தி நீர் ஏற்பாடு [Closed Loop Recirculating Cooling Water System].

8. தனித்தனியான ‘மும்முறைக் கூட்டுக் கட்டுப்பாடு ‘ [Triplicated Control Instrumentation] ஏற்பாடு. ஏதாவது இரண்டு முறை ஏற்பாடுகளில் பழுதுகள் ஏற்பட்டால், அணு உலை நிறுத்தப் படும். அது போன்று அணு உலைக் கட்டுப்பாடு, வெப்பசக்தி ஏற்ற, இறக்கம், நிறுத்தம், பாதுகாப்பு ஆகிய எல்லாப் பணிகளுக்கும், மூன்றில் இரண்டு கருவிச் சாதன ஏற்பாடுகள் ஒருங்கே கூடி அறிவிக்க வேண்டும்! அணு உலைக் கட்டுப்பாடு, அணு உலைத் துவக்கம், வெப்பசக்தி ஏற்றம், இறக்கம் யாவும் இரட்டை மின்கணணி ஆட்சியில் [Twin Computer Controls] நிகழ்கின்றன. இவ்வழியில் மூன்றில் ஒரு முறைப்பாட்டில் பழுதை ஆய்வு செய்யவோ, அல்லது செப்பணிடவோ முடிகிறது! மேலும் இரண்டில் ஒரு மின் கணணியின் பழுதை உளவு செய்யவோ, அன்றிச் செப்பணிடவோ முடிகிறது!

இந்திய அணுத்துறை நிறுவகத்தின் மகத்தான சாதனைகள்

இந்திய அணுசக்தித் துறையவகத்தின் அதிபதி எஸ்.கே. ஜெயின் [Nuclear Power Corporation India Ltd (NPCIL) Chairman S.K. Jain] 2004 ஜூலை 8 ஆம் தேதி நடந்த 17 ஆம் ஆண்டுக் கூட்டவையில் கூறியது: ‘நமது கம்பெனியின் கடந்த ஆண்டு [2002] லாபத் தொகை 1509 கோடி ரூபாய். இந்த ஆண்டு [2003] லாபம் 2604 கோடி ரூபாய். கடந்த ஆண்டு மின்சக்தி ஆற்றல் உற்பத்தியானது: 19242 மில்லியன் யூனிட் [kwh]. கடந்த 7 ஆண்டுகளில் (1997-2004) மின்சக்தி ஆற்றல் உற்பத்தி 9619 மில்லியன் யூனிட்டாக இருந்ததை இரட்டிக்க வைத்து 19242 யூனிட்டாக மிகைப்படுத்தியது பாராட்டத் தக்க அணுமின் நிலைய இயக்கமாகும். மேலும் நிலையங்களின் இயக்கத் தகுதி இலக்கம் [Capacity Factor] அதே 7 ஆண்டுகளில் 71% வீதத்திலிருந்து 90% மிகையானதும் மெச்சத் தகுந்த இயக்குநரின் பணிகளே. குஜராத் கக்ரபார் யூனிட்-1 அணுமின் நிலையம் 98% ஆண்டுத் தகுதி இலக்கத்தில் உற்பத்தி செய்து, கனநீர் அணுமின் உலைகளுக்குள் முதலிடத்தைப் பெற்று, அகில அணுசக்திக் கூட்டியக்கப் பேரவையின் [World Association of Nuclear Operations (WANO)] அணுசக்திச் சிறப்புப் பரிசைப் [Nuclear Excellene Award] பெற்றுள்ளது.

***********************

தகவல்:

1.  http://www.npcil.nic.in/index.asp  [Nuclear Power Corporation of India Ltd Website for Nuclear Power Updates]

2. http://pib.nic.in/release/release.asp?relid=20878  [President Dr. Abdul Kalam Speech on Kudungulam (Sep 22, 2006)]

3. http://www.stratmag.com/issue2Nov-15/page03.htm
[Russia Breaches Nuclear Blockade against India By: C. Raja Mohan (Nov 16, 2001)]

4.  World Nuclear Association – WNA Radiological Protection Working Group – RPWG (Official List – July 20, 2006)
http://www.world-nuclear.org/sym/2006/st_pierre.htm
5. World Nuclear Association – WNA Waste Management and Decommissioning Working Group – WM&DWG
(Official List – July 25, 2006)  http://www.world-nuclear.org/sym/2006/st_pierre.htm

6. http://www.candu.org/npcil.html  [Indian Heavywater Nuclear Power Plants]

7. Safety of Nuclear Power Reactors, [www.uic.com.au/nip14.htm] (July 2007)

8. Nuclear Power Plants & Earthquakes [www.uic.com.au/nip20.htm] (Aug 2007)

9. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=80708091&format=html  Letter By R. Bala (August 9, 2007)

10. http://www.wano.org.uk/WANO_Documents/What_is_Wano.asp  [World Association of Nuclear Operation Website]
 
11 IAEA Incident Reporting System Using Operational Experience to Improve Safety (IAEA Instruction)
 
12  http://www.thinnai.com/module=displaystory&story_id=40504291&format=html (பாரதத்தின் பூத அணு மின்சக்தி நிலையங்கள்)  

13  http://www.thinnai.com/module=displaystory&story_id=40409094&format=html (இருபத்தியொன்றாம் நூற்றாண்டில் அணுவிலிருந்து மின்சக்தி)

******************

S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com] October 11, 2007

கதிரியக்கம் இல்லாத எதிர்கால அணுப் பிணைவு மின்சக்தி நிலையம்

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

பிண்டமும் சக்தியும் ஒன்றே
என்று கூறினார்,
ஆக்கமேதை ஐன்ஸ்டைன் !
சக்தி அழியாதது !
பிண்டம் நிலையானது !
சக்தி நிலை மாறுவது !
பிண்டமும் சக்திபோல் உருமாறும் !
இயல்பாகவே
தேய்ந்து மெலியும் ரேடியம்
ஈயமாய் மாறும் !
யுரேனியம் சுயப்பிளவில்
ஈராகப் பிரிந்து
வெப்பசக்தி உண்டாகும் !
பேரளவு உஷ்ணத்தில்
பரிதிக்கனல் பந்துபோல்
எளிய அணுக்களின் உட்கருக்கள்
இணைந்து
கதிரியக்கம் இல்லாமல்
பிணைவு சக்தி
வெளியேறும் !

விஞ்ஞானப் பொறியியல் தொழிற்துறைகள் மட்டுமே, உலக நாடுகளில் செல்வம் செழித்து முன்னேற ஆக்க வினைகள் புரிந்துள்ளன ! அவ்விதமே விஞ்ஞானம், பொறிநுணுக்கத் தொழில்களை விருத்தி செய்து, இந்தியாவும் செல்வீக நாடாக முன்னேற வேண்டும் !

பாரதத்தின் முதல் பிரதம மந்திரி, பண்டிட் ஜவஹர்லால் நேரு. (1948)

பிண்டம், சக்திக்கு [Matter, Energy] உள்ள நெருங்கிய உறவை விளக்கும் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைனின் ஒப்பியல் நியதியே [Theory of Relativity] இதுவரைப் படைத்த சமன்பாடுகளில் மகத்தானதோர் இணைப்பாகக் கருதப்படுகிறது.

பிரிட்டிஷ் மேதை, பெர்ட்டிரண்டு ரஸ்ஸல் [ஏப்ரல் 19, 1955]

அணுவைப் பிளந்து சக்தியை வெளியாக்குவதுடன், கடல் அலைகளின் மட்ட ஏற்ற இறக்கத்தில் உண்டாகும் சக்தியைக் கையாண்டு, பரிதிக் கதிரொளி வெப்பத்தையும் கைப்பற்றி ஒருநாள் மின்சக்தி ஆக்குவோம்.

ஆக்கமேதை தாமஸ் ஆல்வா எடிஸன் (ஆகஸ்டு 22, 1921)

முன்னுரை: பரிதியில் எழும் அணுப் பிணைவு சக்தி (Nuclear Fusion Energy) பல்லாண்டுகளுக்கு முன்பே, மாந்தர் கனவில் தோன்றிச் சித்தாந்த நிலை கடந்து, கணித முறையில் வரை வடிவம் பெற்று, பூமியிலே அமைக்கப்பட்டுத் தவழும் பருவத்தைத் தாண்டி, இப்போது நடக்கத் துவங்கி யுள்ளது! கட்டுப்படுத்த முடியாத பேரழிவுச் சக்தி உடைய வெப்ப அணுக்கரு ஆயுதங்கள் பலவற்றைச் சோதித்த பொறியியல் உலக விஞ்ஞானப் பொறியியல் நிபுணர்கள், பிணைவு சக்தியைக் கட்டுப்படுத்திக் கதிரிக்கம் இல்லாது பேரளவு மின்சாரம் உற்பத்தி செய்ய ஆராய்ந்து வருகிறார்கள்.

முப்பது ஆண்டுகளில் [1975-2005] உலக விஞ்ஞானப் பொறியியல் வல்லுநர்கள் டோகாமாக் அணுப்பிணைவு உலையில் [Tokamac Fusion Reactor] 10 watt வெப்பசக்தி ஆக்கத்தில் ஆரம்பித்து, 16 மில்லியன் watt [16 MW] வெப்ப சக்தியை உண்டாக்கிப் பிணைவு சக்திப் படைப்பில் மகத்தான சாதனையை நிலைநாட்டி யுள்ளார்கள்! அந்த வெற்றிகரமான சாதனை வெப்ப அணுக்கரு மின்சக்தி வணிகத்துறை நிலையங்கள் பெருக உலக வாயிலைத் திறந்து விட்டிருக்கிறது! பிணைவு சக்தி ஆராய்ச்சி தற்போது அடிப்படை ஆய்வு நிலையைத் [Research Stage] தாண்டி, ‘முன்னோடி மாடல் சோதனை ‘ [Prototype Model Testing] நிலைக்கு உயர்ந்து முன்னேறியுள்ளது !

சூரியன் ஓர் அணுப் பிணைவுத் தீப்பந்து!

சூரியன் பிணைவுச் சக்தியை [Fusion Energy] உற்பத்தி செய்யும், பிரம்மாண்டமான ஓர் அணுக்கருப் பிழம்பு உலை [Plasma Reactor]! அண்ட வெளியில் ஆயிரம் ஆயிரம் சூரியன்கள், சுய ஒளி விண்மீன்கள் அணுப் பிணைவுச் சக்தியைத் தான், பிரபஞ்சம் தோன்றியது முதல் வாரி இறைத்து வருகின்றன! 4000 மில்லியன் ஆண்டுகளாக, சூரியன் வினாடிக்கு 40 கோடி பில்லியன் MW வெப்ப சக்தியைத் தொடர்ந்து வெளியாக்கிக் கொண்டிருக்கிறது! தீக்கோளத்தின் நடுப் பகுதி உஷ்ணம் 20 மில்லியன் டிகிரி K! சூரியவாயு அழுத்தம், பூவாயு [Earth ‘s Atmosphere] அழுத்ததை விட 400 மில்லியன் மடங்கு மிகையானது! சூரிய கோள அமைப்பு, வெங்காயத் தோல்கள் போல் அடுக்கடுக்காக இருக்கிறது. வாயுக்களின் அடர்த்தி [Density] ஈயத்தைப் போல் 12 மடங்கு. சூரியன் பேரளவு உஷ்ணத்தில், தன் ஈர்ப்புப் [Gravitation] பேரழுத்தத்தில், வினாடிக்கு 4 மில்லியன் டன் வாயு அணுக்கருத் துகள்களைப் பிணைத்து, அளக்க முடியாத பிணைவு சக்தியை உண்டாக்குகிறது. ஒரு தம்ளர் நீரில் உள்ள ஹைடிஜன் வாயுவைப் பிரித்துப் பிணைக்க முடிந்தால், அதிலிருந்து வெளியாகும் சக்தி 600 ஆயிரம் லிட்டர் பெட்ரோல் எரிந்து தரும் சக்திக்குச் சமமாகும்! ஆனால் பூமியில் பிணைவுச் சக்தியைத் தூண்டி வெளிப்படுத்த, உலைகளில் சூரியவாயு போல் பேரழுத்தமும், பெருமளவு உஷ்ணமும், விஞ்ஞானிகளால் உண்டாக்க முடியுமா ?

1952 நவம்பர் முதல் தேதியில் அமெரிக்காவும், 1953 ஆகஸ்டு 20 இல் ரஷ்யாவும் வெப்ப அணுக்கரு ஆயுதமான [Thermo-Nuclear Weapon] ஹைடிரஜன் குண்டைத் [H-Bomb] தயாரித்து முதன் முதல் ஒரு குட்டிச் சூரியனை உண்டாக்கி வெடிக்க வைத்து வெற்றி பெற்றன. ஆனால் அணுப்பிணைவுப் பிழம்பை ஓர் உலை அரணுக்குள் அடக்கி நீடிக்கச் செய்ய எந்த நாட்டு விஞ்ஞானியாலும் இதுவரை முடியவில்லை! அப்பெரும் முயற்சிதான் அகில உலகில் இருபதாம் நூற்றாண்டு விஞ்ஞானிகளுக்கு மிகச் சிக்கலான பொறிநுணக்கப் பிரச்சனையாகவும் திறமைக்குச் சவாலாகவும் ஆகியிருக்கிறது!

மின்சக்திப் பற்றாக் குறை உலக நாடுகளில் மெதுவாகத் தலை தூக்கி யிருக்கிறது! செல்வம் கொழித்த மேலை நாடுகளிலும் பற்றாக் குறையால் பல தொழிற்சாலைகள் பாதிக்கப் பட்டு வருகின்றன! சமீபத்தில் அமெரிக்காவில் மின்சக்திப் பற்றாக் குறை கலிஃபோர்னியாவில் தலை விரித்தாடி வர்த்தகங்களும், வாணிபத் தொழில்களும் கதவுகளை மூடி, பலர் வேலைகள் இழந்ததை யாவரும் அறிவர்! சென்ற நூற்றாண்டில் திரீமைல் தீவு, செர்நோபிள் அணுசக்தி நிலையங் களில் பெரும் விபத்து நேர்ந்து, கதிரியக்கத்தால் தீங்குகள் விளைந்து, புது அணுசக்தி நிலையங்கள் அமெரிக்காவில் கட்டப் படாமல் நிறுத்தப்பட்டன.

ஆயினும் உலகில் பெருமளவு மின்சக்தியை இன்னும் பழைய அணுமின் நிலையங்கள்தான் பரிமாறிக் கொண்டிருக்கின்றன. எதிர் காலத்தில் மின்சக்திப் பற்றாக் குறை வினாவுக்கு முடிவான விடை, பெருமளவில் மின்திறம் வெளியாக்கும் பிணைவுச் சக்தி ஒன்றே ஒன்றுதான்! ஆனால் அந்த நிலையத்தை வர்த்தக முறையில் உருவாக்கி இயக்குவதுதான் உலக எஞ்சினியர்களுக்கு மாபெரும் போராட்டமாகவும், திறமையைச் சோதிப்பதாகவும் இருந்து வருகிறது!

பிளவு சக்தி, பிணைவு சக்தியை ஈன்று அணுயுகம் பிறந்தது!

அகில விஞ்ஞான மேதை, ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் 1905 ஆம் ஆண்டிலேயே, பிண்டத்தைச் [Matter] சக்தியாக மாற்றலாம் என்று முதன் முதல் கணித மூலமாகவே ஒரு மாபெரும் மெய்ப்பாட்டைக் கணித்துக் காட்டினார்! அதுதான் ஐன்ஸ்டைன் ‘பளு சக்தி சமன்பாட்டு ‘ [Mass Energy Equation] நியதி. 40 ஆண்டுகள் கழித்து அமெரிக்காவில் நியூ மெக்ஸிகோ, லாஸ் அலமாஸில் அணுகுண்டு விஞ்ஞானிகள் அதைச் செயற்கை முறையில் செய்து காட்டி நிரூபித்தார்கள்! ஆனால் அண்ட வெளியில், ஆதவனும், எண்ணற்ற சுய ஒளி நட்சத்திரங்களும் அந்த நியதியைக் கோடான கோடி ஆண்டுகளாய் மெய்ப்பித்து வருகின்றன!

இரண்டாம் உலக மகா யுத்தத்தின் போது, 1945 இல் முதல் அணுகுண்டு வெடித்து அணுயுகம் பிறந்தது! லாஸ் அலமாஸில் விஞ்ஞானிகள் பிளவு அணுகுண்டை [Fission Bomb] ஆக்கும் முன்பே, ஹைடிரஜன் குண்டு தயாரிக்கும் முறையையும் உருவாக்கிப் பின்னால் தேவைப்படலாம் என்று ஒதுக்கி வைத்தார்கள். 1952 நவம்பர் முதல் தேதியில் அமெரிக்கா தன் முதல் ஹைடிரஜன் குண்டை வெடித்து, அணுப் பிணைவு சக்திக்கு விதை ஊன்றியது! பிளவுச் சக்தியில் வெடிப்பது, அணுகுண்டு! பிணைவுச் சக்தியில் வெடிப்பது, ஹைடிரஜன் குண்டு! அணுகுண்டு ஆக்கிய பிதா, அமெரிக்க பெளதிக விஞ்ஞானி, ராபர்ட் ஓப்பன்ஹைமர் [Robert Openheimer]. ஹைடிரஜன் குண்டு தயாரித்த பிதா, ஹங்கேரியன் பெளதிக விஞ்ஞானி, எட்வெர்டு டெல்லர் [Edward Teller]. எட்வெர்டு டெல்லர்தான் பிணைவுச் சக்தியை மின்சக்தி ஆக்கத்திற்குப் பயன்படுத்த அடிகோலிய பெளதிக விஞ்ஞானி. அணுப்பிளவு சக்தி, அணுப்பிணைவு சக்தி இரண்டுமே யுத்த ‘அழிவியல் விஞ்ஞானம் ‘ [Science of Destruction] ஈன்றெடுத்த அழிவுச் சக்தி! அழிவுச் சக்தியை ஆக்க சக்தியாக மாற்ற முற்படுவதும் விஞ்ஞானிகள்தான்!

யுரேனியம் [Uranium235], புளுட்டோனியம் [Plutonium239] போன்ற கனமான உலோகங்களின் [Heavy Elements] அணுக்கருவை நியூட்ரான் கணைகள் தாக்கிப் பிளக்கும் போது எழுவது, ‘பிளவு சக்தி ‘. ஹைடிரஜன், டியூட்டிரியம், டிரிடியம், லிதியம் போன்ற எளிய மூலகங்களின் [Light Elements] அணுக்கருவை உஷ்ணத்தில் பிழம்பாக்கிப் பிணைத்தால், வெளிவருவது, ‘பிணைவு சக்தி ‘. பிளவு சக்தியும், பிணைவு சக்தியும் அணுக்கருவைப் [Nucleons] பிளப்பதாலும், இணைப்பதாலும் முறையே வெளியாகின்றன. பிளவு அணுக்கரு இயக்கத்தில் [Nuclear Reactions] கனப் பிண்டம் [Matter] உடைக்கப் பட்டு, முடிவில் சிறிய அணுக்கருப் பண்டங்கள் [Fission Products] விளைகின்றன. பிணைவு அணுக்கரு இயக்கத்தில் எளிய பிண்டங்கள் இணைந்து முடிவில் பெரிய அணுக்கருப் பண்டம் உருவாகிறது. இரண்டு அணுக்கரு இயக்கச் சமன்பாடுகளிலும் இறுதி மொத்தத்தில் ‘பளுஇழப்பு ‘ [Mass Defect] நேர்ந்து, அதற்குச் சமமான சக்தி வெளியாகிறது. இதுதான் ‘இணைப்புச் சக்தி ‘ [Binding Energy] என்று அணுக்கரு பெளதிகத்தில் கூறப் படுகிறது. சில சமயம் சக்தியுடன், நியூட்ரான், புரோட்டான் போன்ற பரமாணுக்களும் [Sub-atomic Particles] தோன்றுகின்றன.

பிண்டத்தைச் சக்தியாக மாற்றலாம்! எதிர்மறையில், சக்தியைப் பிண்டமாக மாற்றலாம்! இப்புதிய விஞ்ஞானத் தத்துவத்தை 1905 ஆம் ஆண்டில் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் தனது உலகப் புகழ் பெற்ற ‘பளு சக்தி சமன்பாட்டில் ‘ [Mass Enery Equation] கணித்துக் காட்டினார். பளுஇழப்பு நிறையை ஒளி வேகத்தோடு இரண்டு முறை அடுத்து அடுத்துப் பெருக்கினால் சக்தியின் அளவைக் கணக்கிட்டு விடலாம். இந்தச் சமன்பாட்டின்படி ஒரு பவுண்டு யுரேனியம்235 அணுக்கரு பிளவு பட்டால், சுமார் 11,000 மெகாவாட் வெப்ப சக்தி ஒரு மணி நேரம் வெளியாகும்!

Einstein ‘s Mass Energy Equation

அணுமின் உலை இயக்க அரங்குகளில் சூழ்மண்டலப் பாதுகாப்பு

1973 முதல் 2003 வரை சுமார் 30 ஆண்டுகள் உலகில் நானூறுக்கும் மேற்பட்ட அணுமின் நிலையங்கள் இயங்கி 78.7 மில்லியன் டன் ஸல்·பர் டையாக்ஸைடு வெளிவீச்சையும், 39.7 மில்லியன் டன் நைட்டிரஸ் ஆக்ஸைடு வெளியேற்றத்தையும் தவிர்த்துள்ளன! பாரதம் எரிவாயுவைப் பயன்படுத்தி 1000 MWe வெப்ப மின்சக்தி நிலையம் ஒன்றைக் கட்டினால், அது நாளொன்றுக்கு 5.5 டன் ஸல்·பர் டையாக்ஸைடு வாயு : 21 டன் நைட்டிரஜன் ஆக்ஸைடு வாயு : 1.6 டன்.  கார்பன் டையாக்ஸைடு வாயு போன்ற துர்வாயுக்களைச் சூழ்மண்டலத்தில் பரப்பும் ! ஆனால் அணுமின் உலையில் ஒரு டன் அணுக்கரு யுரேனிய எரு உண்டாக்கும் வெப்பசக்தி, (2-3) மில்லியன் டன் இயல்வள எருக்கள் [நிலக்கரி, எரிவாயு அல்லது எரி ஆயில்] தரும் வெப்பசக்திக்குச் சமம். 1000 MWe ஆற்றல் அளிக்கும் அணு உலை, ஸல்·பர் டையாக்ஸைடு, நைட்டிரஜன் ஆக்ஸைடு, கார்பன் டையாக்ஸைடு போன்ற எந்தவிதப் பசுமை அழிப்பு வாயுக்களை வெளியேற்றுவ தில்லை [No Greenhouse Gas Emission]!

ஓர் ஆண்டுக்கு 30 டன் உயர்நிலைக் கதிரியக்கக் கழிவு (தீய்ந்த எருக்கழிவு) [Spent Fuel: High Level Radioactive Wastes], 800 டன் தணிந்த & இடைநிலை கதிர்வீச்சுக் கழிவுகள் [Low & Intermediate Radiation Wastes] சேருகின்றன. 800 டன் தணிந்த இடைநிலைக் கழிவுகள் அழுத்தப்பட்டு வடிவம் 20 கியூபிக் மீடராகச் சுருக்கப்படுகிறது.  ஓர் அணுமின் நிலையம் சாதாரணமாக ஆண்டுக்கு 20 மெட்டிரிக் டன் கதிரியக்கத் தீய்ந்த எருக்கழிவை [Radioactive Spent Fuel Wastes] உண்டாக்கும். உலக அணு உலைகள் அனைத்தும் ஆண்டுக்கு 2000 மெட்டிரிக் டன் எருக்கழிவை விளைவித்து வருகின்றன. கடந்த 40 ஆண்டுகளாக அகில அணு உலைகள் இதுவரைச் சுமார் 40,000 மெட்டிரிக் டன் எருக்கழிவை உண்டாக்கிப் பாதுகாப்பாகப் புதைத்து வைத்துள்ளன. அவை யாவும் தணிந்த கதிர்வீச்சு நிலைக்குத் தேய்ந்து குறைய 100 முதல் 500 ஆண்டுகள் வரை ஆகலாம்!

இருபதாம் நூற்றாண்டின் முடிவில் பிணைவு சக்தி ஆய்வில் முன்னேற்றம்!

முப்பது ஆண்டுகளில் [1975-2005] உலக விஞ்ஞானப் பொறியியல் வல்லுநர்கள் டோகாமாக் அணுப்பிணைவு உலையில் [Tokamac Fusion Reactor] 10 watt வெப்பசக்தி ஆக்கத்தில் ஆரம்பித்து, 16 மில்லியன் watt [16 MW] வெப்ப சக்தியை உண்டாக்கிப் பிணைவு சக்திப் படைப்பில் மகத்தான சாதனையை நிலை நாட்டி யுள்ளார்கள்! அந்த வெற்றிகரமான சாதனை வெப்ப அணுக்கரு மின்சக்தி வணிகத்துறை நிலையங்கள் பெருக உலக வாயிலைத் திறந்து விட்டிருக்கிறது! பிணைவு சக்தி ஆராய்ச்சி தற்போது அடிப்படை ஆய்வு நிலையைத் [Research Stage] தாண்டி, ‘முன்னோடி மாடல் சோதனை ‘ [Prototype Model Testing] நிலைக்கு உயர்ந்துள்ளது! கடந்த எட்டாண்டுகளாக பிணைவு சக்தி ஆய்வுகளின் சிறப்பான வெற்றியால், பொறியியல் துறை வளர்ச்சி பெற ‘உறுதிச் சான்றிதழ் ‘ [Certified for Engineering Development] அளிக்கப் பட்டுள்ளது! 2001 நவம்பர் 5 ஆம் தேதி அமெரிக்கா, கனடா, ரஷ்யா, ஐரோப்பிய நாடுகள், ஜப்பான் ஆகிய விஞ்ஞான முற்போக்கு நாடுகள் கனடா, டொரான்டோ [Toronto] நகரில் கூடி 5 பில்லியன் டாலர் செலவில் உருவாகப் போகும் மாபெரும் ‘அகில நாட்டு வெப்ப அணுக்கரு ஆய்வு உலை ‘ [International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER] ஒன்றைப் பற்றி முடிவு செய்தன!

பிரம்மாண்டமான 1000 MW ஆற்றல் கொண்ட அப்பிணைவு அணு உலைக்குத் தேவையான 100 Kg டிரிடியம் [Tritium] எரிவாயுவில், கனடா தனது அழுத்தக் கனநீர் அணு உலைகளில் [Pressurised Heavy Water Reactors] சேமித்துள்ள 55 Kg டிரிடியத்தை அளிக்க முன்வந்துள்ளது! அவ்வணு உலைக்கு இடமளிக்கக் கனடா, ஜப்பான் மற்றும் ஐரோப்பிய நாடுகளும் தயாராக உள்ளன! கனடாவின் பிளவு அணு உலைகளில் உள்ள மிகையான அளவு கனநீரில் [Heavy Water] இருக்கும் டியூடிரியம், டிரிடியம் [Deuterium, Tritium], பிணைவு அணு உலைகளுக்கு எருவாகப் பயன்படுவதால், ITER நிறுவகமாகக் கனடா தேர்ந்தெடுக்கப்பட காரண முள்ளது! மேலும் புதிய பிணைவு உலையில் உண்டாகும் மின்சக்தி ஆற்றல் 200 MW முதல் 1000 MW வரை இறங்கி ஏறப் போவதால், உறுதியாக இணைந்த வினியோகக் கம்பிகள் [Supply Grid Lines] தேவைப் படுகின்றன! அந்த வசதியும் கனடாவில் அமைந்துள்ளதால், அங்கே அகில உலக எதிர்கால முன்னோடிப் பிணைவு உலை நிறுவகமாக வாய்ப்புள்ளது!

அணுப்பிணைவுச் சக்தி நிலையத்தின் நிறைபாடுகள்!

பிணைவு சக்தி பிளவு சக்தியை [Fission Energy] விட பல முறைகளில் மேன்மை உடையது. அணுப்பிணைவு சக்தியில், அணுப் பிளவு சக்திபோல் உயிரிஇனங்களைத் தாக்கி வதைக்கும் பயங்கரக் கதிரியக்கம் [Radioactivity] இல்லை! பிணைவுச் சக்தியில் கதிர்வீசும் கழிவுகள் இல்லை! அதில் எழும் கதிரியக்கம் மிகச் சிறிதளவே! அமெரிக்காவின் திரீமைல் தீவு, ரஷ்யாவின் செர்நோபிள் அணுப்பிளவு சக்தி நிலையங்களில் ஏற்பட்ட பயங்கர வெடி விபத்தின் போது, உலையின் எரிக்கோல்கள் உருகிப் பெரும் சிக்கலை உண்டாக்கியது! பிணைவு உலைகளில் வெடிப்பு விபத்துகள் ஏற்படா! இயக்கத்தின் போது எரிக்கோல் உருகிப் போகும் அபாயம் எதுவும் இல்லை! அணுப் பிணைவு நிலையங்களிலிருந்து தினம் வெளியேறும் கழிவு வாயுக்கள் மனிதர் மற்றும் இதர உயிரினங்களுக்குத் தீங்கு தருவன அல்ல! அவைச் சூழ்வெளியைச் [Environment] சுத்தமாக வைத்திருக்க உதவி புரிபவை! பிணைவு இயக்கத்தில் ரசாயனத் தீயின் கடும் விளைவுகள் உண்டாவ தில்லை! மேலும் பிணைவு உலைகளில் பயன்படும் எரி ஆவிகள் டியூட்டிரியம், டிரிடியம் இரண்டும் உலகெங்கும் நீரில் அளவற்ற கன அளவு கிடைக்கின்றன. எதிர் கால மின்சக்தி உற்பத்திக்குப் பல நூற்றாண்டுகளுக்கு வேண்டிய, வெப்ப அணுக்கரு எருக்களுக்குப் பஞ்சமே இருக்காது!

மாபெரும் ஆற்றல் கொண்ட அணுப்பிணைவு நிலையத்துக்குத் தேவையானது சிறிதளவு எருதான்! உதாரணமாக 1000 MWe நிலையத்தின் ஓராண்டுக்கு வேண்டிய எரு 0.6 மெட்ரிக் டன் [1320 பவுண்டு] டிரிடியம்! அது அணுப்பிளவு நிலையமானால், 30 டன் யுரேனியம் டையாக்கஸைடு [UO2] தேவைப்படும்! அது வெப்ப மின்சக்தி நிலைய மானால், 2.1 மில்லியன் டன் நிலக்கரி வேண்டியதிருக்கும்! இவற்றை ஒப்பு நோக்கினால், ஒரு டன் டியூடிரியம், அணுப்பிணைவு நிலயத்தில் 29 பில்லியன் டன் நிலக்கரி வெளியாக்கும் வெப்ப சக்தியைத் தருகிறது!

பிணைவு சக்தியின் தீப்பிழம்பு மின்கொடைத் துகள்களின் [Plasma charged Particles] வேகங்களைத் தணித்து, நேரடியாக அவற்றை மிகையான மின்சக்தி அழுத்தமாக [High Voltage Electricity] மாற்றிவிடலாம்! அம்முறையில் நீராவி உண்டாக்க கொதிகலம் [Steam Boiler], வெப்பசக்தியை யந்திர சக்தி, மின்சக்தி யாக மாற்ற டர்பைன், தணிகலம், மின்சார ஜனனி [Turbine, Condenser & Generator], மிகை வெப்ப மூட்டிகள் [Super Heaters], அனுப்புநீர் வெப்ப மூட்டிகள் [Feed Water Heaters] போன்ற பொது வெப்பச் சாதனங்கள் வேண்டியதில்லை! வெப்பத்திலிருந்து நேரடி மின்சக்தி! நிலக்கரி, ஆயில், அணுப்பிளவு நிலையங்களில் அடையும் வெப்பத் திறனுக்கும் [Thermal Efficiency 30%-45%] மிக மேலாக நேரடி மின்சக்தி உற்பத்தியில் பிணைவு நிலையங்களில் பெறலாம்!

அணுப்பிணைவு சக்திக்கு வேண்டிய எளிய எருப் பண்டங்கள்

அமெரிக்கா, ரஷ்யா, ஐரோப்பியக் குழுவினர் தமது ‘டோகாமாக் ‘ வெப்ப அணுக்கரு ஆய்வு உலையில் [Tokamac, Thermo Nuclerar Fusion Test Reactor] 100-200 மில்லியன் டிகிரி உஷ்ணத்தை உண்டாக்கி எருவாக ஹைடிரஜனின் இரண்டு ஏகமூலகங்களான டியூடிரியம், டிரிடியம் [Hydrogen Isotopes: Deuterium,Tritium] ஆகிய இரண்டையும் பயன்படுத்தி வருகின்றன.

1[டியூடிரியம்]2 + 1[டிரிடியம்]3 –>2[ஹீலியம்]4 + 0[நியூட்ரான்]1 + 17.6 MeV (சக்தி)

பிணைவு சக்தி உற்பத்திக்குத் தேவையான எருக்கள் மூன்று: 1. டியூடிரியம், 2. டிரிடியம், 3. லிதியம் [Lithium]. ஆறு, ஏரி, கடலிலும் கொட்டிக் கிடக்கும் நீரில் 7000 இல் ஒரு பங்கானது டியூடிரியம். 500 லிட்டர் நீரில் 15 கிராம் டியூடிரியம் கிடைக்கிறது! டிரிடியம் இயற்கையில் கிடைப்பதில்லை. கனநீர் மிதவாக்கியாகப் பயன்படும் வெப்ப அணு உலைகளில் உபரியாக விளைகிறது. மேலும் செயற்கையில் லிதியம் உலோகத்தை நியூட்ரான் கணைகளால் தாக்கினால், டிரிடியத்தை உண்டாக்கலாம். அணுப்பிணைவு உலையின் உள்ளே சுற்றுச் சுவரில் லிதிய உலோகம் அமைக்கப் பட்டுள்ளதால், இயக்கத்தின் போது எழும் அதிவேக நியூட்ரான்கள் லிதியத்தைத் தாக்கித் தொடர்ந்து டிரிடியம் யந்திரத்தி னுள்ளே விளைகிறது.

3[லிதியம்]6 + 0[வேக நியூட்ரான்]1 –>1[டிரிடியம்]3 +2[ஹீலியம்]4

3[லிதியம்]7 + 0[வேக நியூட்ரான்]1 –>1[டிரிடியம்]3 +2[ஹீலியம்]4 +0[மெது நியூட்ரான்]1

இயற்கை லிதியத்தில் இரண்டு ஏகமூலங்கள் [92.5% லிதியம்7, 7.5% லிதியம்6] உள்ளன. எல்லா உலோகத்திலும் மிகவும் நலிந்த [Lightest Metal] லிதியம் 30 கிராம், நியூட்ரான் தாக்குதலில் 15 கிராம் டிரிடியம் எருவை உண்டாக்குகிறது.

டோகாமாக் அணு உலையில் பிணைவு சக்தி உற்பத்தி

அணுப்பிளவில் யுரேனியம்235, புளுடோனியம்239 போன்ற கனப் பிண்டங்கள் நியூட்ரான்களால் இரு சிறு கூறாகளாகப் பிளக்கப் பட்டு வெப்ப சக்தி எழுகிறது! அணுப்பிணைவில் ஹைடிரஜன், லிதியம் போன்ற எளிய பிண்டங்கள் பேரளவு அழுத்தம், மிகையான உஷ்ணம் கொண்ட சூழ்நிலையில் இணைந்து பெரிய மூலகமாக மாறி வெப்ப சக்தி உண்டாகிறது! இரண்டு வித அணுசக்திகளும் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் ‘பளு சக்தி சமன்பாடுக்கு ‘ [Mass Energy Equation] உடன்படுகின்றன! பிளவு, பிணைவு ஆகிய இரண்டு அணுக்கரு இயக்கத்தின் முடிவில் விளையும் பளு இழப்பே [Mass Defect] சக்தியாக மாறுகிறது!

விளையும் சக்தி = [பளு இழப்பு] X [ஒளிவேகம்] X [ஒளிவேகம்]

யுரேனியம்235 மூலக அணுப்பிளவில் 200 MeV சக்தி ஒவ்வொரு தரமும் விளைகிறது! அதே போல் ஹைடிஜரன், ஹீலிய அணுப்பிணைவில் ஒவ்வொரு முறையும் 17.6 MeV சக்தி உண்டாகிறது! ஒவ்வொரு ‘கருத்துகள் ‘ [Nucleaon] அளிக்கும் சக்தியைத் தனியாகக் கணக்கிட்டால், அணுப்பிளவில் 200 MeV/235=0.85 MeV சக்தியும், அணுப்பிணைவில் 17.6 MeV/5=3.5 MeV சுமார் 4 மடங்கு சக்தி கிடைக்கும்.

திடவம், திரவம், வாயு, பிழம்பு [Solid, Liquid, Gas, Plasma] என்னும் நான்கு விதத் தோற்றங்களில் நிலை மாறும் பிண்டத்தின் [Four States of Matter], பிழம்பு நிலையே, பிணைவுச் சக்தி ஆக்குவதற்கு ஏதுவானது. திடப் பிண்டம் ஒன்றை வெப்பத்தில் சூடேற்றும் போது, உருகும் நிலை எய்தவுடன் அது திரவ நிலை அடைகிறது. தொடர்ந்து வெப்பத்தைச் செலுத்தினால், வாயு வாகி இறுதியில் தீப்பிழம்பாகி அதன் வாயுத் துகள்கள் மின்கொடை பெற்று [Electrically Charged Ions] மின்மயமாகின்றன!

1997 ஆம் ஆண்டில் முதன் முதலாக இங்கிலாந்து ஆக்ஸ்ஃபோர்டில் உள்ள, உலகிலே மிகப் பெரிய JET [Joint European Torus] டோகாமாக் யந்திரத்தில் டியூட்டிரியம், டிரிடியம் வாயுக்களைப் பயன்படுத்தி 200 மில்லியன் டிகிரி உஷ்ணத்தில் பிழம்பை சில வினாடிகளுக்கு நீடிக்க வைத்து 10 MW பிணைவுச் சக்தியை உண்டாக்கினார்கள்! உச்ச அளவு 16 MW வரை ஏறியது! இதுவரைச் சாதித்த மிகையான அளவு சக்தி இதுதான்! ஆனால் சில வினாடிகள் நீடித்த அப்பிணைவு சக்தியை மேற்கொண்டு அதிகமாக்கவோ, அல்லது நீடிக்கச் செய்யவோ அதன் வடிவம் போதாது! அணுப்பிணைவு இயக்கம் தொடரக் குறைந்தது பிழம்பு நீடிப்பு 1000 வினாடிகளுக்கு நிகழ்த்த வேண்டும்! அதற்கு அதை விடப் பிரம்மாண்டமான டோகாமாக் அணு உலை ஒன்று நிறுவப் பட வேண்டும்!

2001 ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்கா, ஐரோப்பா, ரஷ்யா, கனடா, ஜப்பான் ஆகிய உலக நாடுகள் இகூடி 1000 மெகாவாட் ITER [International Thermonuclear Experimental Reactor] என்னும் மாபெரும் அகில டோகாமாக் யந்திரத்தை நிறுவி ஆராய்ச்சி செய்யத் திட்டங்கள் தயாராகி வருகின்றன. அதைக் கட்டி முடிக்க 6.6 பில்லியன் டாலர் தொகை ஒதுக்கப் பட்டுள்ளது. அந்த ஆய்வு நிலையம் 2005 ஆம் ஆண்டில் இயங்க ஏற்பாடுகள் நடைபெற்று வருகின்றன. கனடாவின் கான்டு அழுத்தக் கனநீர் அணுமின் நிலையங்களில் [CANDU Pressurised Heavy Water Reactors] பல ஆண்டுகளாக உபரிப் பண்டமாய்ச் சேமிக்கப் பட்ட டிரிடியத்தையும் [Tritium], நீரில் கிடைக்கும் டியூடிரியம் [Deuterium] ஆகிய இரண்டையும் புதிய டோகாமாக் பிணைவு உலையில் பயன்படுத்துவதாக உள்ளது.

அணுப்பிணைவுச் சக்தி நிலையத்தில் ஏற்படும் சிக்கல்கள்!

ஆராய்ச்சி அணுப்பிணைவு உலைகளுக்கு இதுவரை உலக நாடுகள் 2 பில்லியன் டாலர்கள் செலவழித் துள்ளன! கால தாமதம் ஆவதால், இஇன்னும் 50 பில்லியன் டாலர் தொகை செலவாகலாம் என்று ஊகிக்கப்படுகிறது. மேலும் மிகச் சக்தி வாய்ந்த மின்காந்தத் தளம், அணுப்பிணைவு நிலையத்தில் இஇயங்குவதால், அதை ஆட்சி செய்யும் மனிதருக்கு அதனால் விளையும் தீங்குகள் என்ன என்பது யாருக்கும் தெரியாது! அடுத்து உலையில் பயன்படும் லிதியம் [Lithium] திரவத்துடன் ரசாயன இஇயக்க உக்கிரம் உடையது! அதன் விளைவுகளையும் அறிய வேண்டும். அனல் பிழம்புக்கு பிணைவு அணு உலை வளையத்தில்

நீடிக்கப்பட வேண்டிய அதி உன்னத சூன்ய நிலை நுணுக்கம் [High Vacuum Technique], மாசு மறுவற்ற தூசிகள் அற்ற எருக்களை ஊட்டும் ஏற்பாடுகள் ஆகியவற்றைத் தொடர்ந்து பராமரிப்பதில் சிரமங்களும் பிரச்சனைகளும் நேர வாய்ப்புள்ளன!

வெப்ப அணுக்கரு சக்தியே எதிர்கால மின்விளக்குகளுக்கு ஒளி ஊட்டும்

கடந்த 50 ஆண்டுகளாக அணுப்பிளவு உலைகளிலும், அணு ஆயுதப் பெருக்கங்களிலும் சேர்ந்த பல மடங்கு கதிரியக்கக் கழிவுகள் இன்னும் பாதுகாப்பான முறையில் புதைக்கப் படாமல் சூழ்மண்டலத்தை மாசு படுத்தித் தொடர்ந்து சேர்ந்து கொண்டே போகின்றன! இயற்கைத் தாது யுரேனியத்தின் பரிமாணம் உலகில் நாளொரு பொழுதும் குறைந்து கொண்டே போகிறது! எருப் பெருக்கும் எண்ணற்ற அணு உலைகள் [Breeder Reactors] யுரேனியம், தோரியம் ஆகிய செழிப்புத் தாதுக்களைப் [Fertile Materials] பயன்படுத்திச் சிறிய அளவு ஆற்றலில் [250 MWe] இயங்கி வந்தாலும், அணுப்பிளவு எரி பொருள் [புளுடோனியம்239, யுரேனியம்233] பெருமளவில் சேர்ந்து இன்னும் 50 ஆண்டுகளுக்கு ஈடு செய்ய முடியும் என்பதை உறுதியாகக் கூற முடியாது!

2001 ஜூலையில் ஐரோப்பியக் குழுவினர், ரஷ்யக் கூட்டரசுகள், கனடா, ஜப்பான் ஆகிய உலக நாடுகள் தமது டிசைனை ஒப்புக் கொண்டு 3.8 பில்லியன் ஈரோ [Euro] நாணயத்தில் ‘அகில நாட்டு வெப்ப அணுக்கரு ஆய்வு உலையைக் ‘ [International Themonuclear Experimental Reactor, ITER] கட்ட முடிவு செய்துள்ளன. அது அடுத்து ஆறு, ஏழு ஆண்டுகளில் இயங்க ஆரம்பித்து, வெற்றிகரமாய் மின்சக்தி பரிமாறி, 2030-2040 வருடங்களில் உலகெங்கும் பல புதிய வணிகத்துறை அணுப்பிணைவு மின்சக்தி நிலையங்கள் ஓடத் துவங்கி, நமது மின்விளக்குகளுக்கு ஒளி ஊட்டப் போவதை நாம் உறுதியாக நம்பலாம்!

(தொடரும்)

***********************

தகவல்:

1.  http://www.npcil.nic.in/index.asp [Nuclear Power Corporation of India Ltd Website for Nuclear Power Updates]

2. http://pib.nic.in/release/release.asp?relid=20878 [President Dr. Abdul Kalam Speech on Kudungulam (Sep 22, 2006)]

3. http://www.stratmag.com/issue2Nov-15/page03.htm
[Russia Breaches Nuclear Blockade against India By: C. Raja Mohan (Nov 16, 2001)]

4.  World Nuclear Association – WNA Radiological Protection Working Group – RPWG (Official List – July 20, 2006)
http://www.world-nuclear.org/sym/2006/st_pierre.htm

5. World Nuclear Association – WNA Waste Management and Decommissioning Working Group – WM&DWG
(Official List – July 25, 2006)  http://www.world-nuclear.org/sym/2006/st_pierre.htm

6. http://www.candu.org/npcil.html [Indian Heavywater Nuclear Power Plants]

7. Safety of Nuclear Power Reactors, [www.uic.com.au/nip14.htm] (July 2007)

8. Nuclear Power Plants & Earthquakes [www.uic.com.au/nip20.htm] (Aug 2007)

9. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=80708091&format=html Letter By R. Bala (August 9, 2007)

10. http://www.wano.org.uk/WANO_Documents/What_is_Wano.asp [World Association of Nuclear Operation Website]

11 IAEA Incident Reporting System Using Operational Experience to Improve Safety (IAEA Instruction)

12. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40409094&format=html (இருபத்தியொன்றாம் நூற்றாண்டில் அணுவிலிருந்து மின்சக்தி உற்பத்தி) [Nuclear Energy in the Twenty First Century]

13. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40311202&format=html (ஐம்பதாண்டுகளில் இந்திய அணுசக்தித் துறையின் மகத்தான விஞ்ஞானப் பொறியியற் சாதனைகள்) (1954-2004) )
14.     http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40303172&format=html (முப்பது ஆண்டுகளில் அணுப்பிணைவு சக்தி ஆக்கத்தில் வளர்ச்சி) [Nuclear Fusion Energy]

******************

S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com] September 27, 2007

அணுமின்சக்தி இயக்க ஏற்பாடுகளின் அனுதினக் கண்காணிப்பும், அபாயப் பாதுகாப்பும்

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

பரிதியின் ஒளிக்கதிர் மின்சக்தியாய்ப்
பயன்படும் பகலில்
பல்லாண்டு !
ஓயாத கடல் அலைகளின்
அசுர அடிப்பில்
அளவற்ற மின்சக்தி உள்ளது !
காற்றுள்ள போது விசிறிகள் சுழன்று
மேட்டில் கிடைக்கும் மின்சக்தி !
மாட்டுச் சாணி வாயு
வீட்டு மின்சக்தி ஆக்கும் !
நிலக்கரி மூலம்
நிரம்ப மின்சக்தி பெறலாம்,
கரியமில வாயு வோடு !
அந்த முறைகள் யாவும் ஓர்
அளவுக் குட்பட்டவை !
சிக்கன மானவை சில !
செலவு மிக்கவை சில !
சிறியவை சில !
பேரளவு மின்சக்தி படைக்க
நுணுக்கமான
அணுப்பிளவுச் சக்தி தேவை.
கதிரியக்கம் இல்லா
அணுப்பிணைவுச் சக்தி தேவை.
அவற்றுக்கு
எல்லை இல்லை !
வரையறை ஏதுவு மில்லை !
மின்சக்தி
பற்றாக் குறையைத்
தீர்க்க
அனைத்து ஆற்றலும் தேவை
அகில உலகுக்கு !

“அணுவைப் பிளந்து சக்தியை வெளியாக்குவதுடன், கடல் மட்ட அலைகளின் ஏற்ற இறக்கத்தில் உண்டாக்கும் சக்தியைக் கையாண்டு, பரிதிக் கதிரொளி வெப்பத்தையும் கைப்பற்றி ஒருநாள் மின்சக்தி ஆக்குவோம்.”

ஆக்கமேதை தாமஸ் ஆல்வா எடிஸன் (ஆகஸ்டு 22, 1921)

“மின்சக்தி உற்பத்தி இல்லாமை போன்று செலவு மிக்க மின்சக்தி எதுவுமில்லை.”  [No Power is so costly as no Power]

டாக்டர் ஹோமி பாபா (1955 ஐக்கிய நாடுகளின் ஆக்கப்பயன்களின் அணுசக்திப் பேரவை ஜெனிவா)

“அடுத்து வரும் சில பத்தாண்டுகளுக்கு நமது பூகோளத்தின் முக்கியப் பெரும் பிரச்சனைகளாக நீர்வளப் பஞ்சமும், எரிசக்திப் பற்றாக்குறையும் மனிதரைப் பாதிக்கப் போகின்றன!  இந்தியா வைப் பொருத்த மட்டில் அடுத்த இருபது ஆண்டுகளுக்கு நமக்குப் போதிய நீர்வளமும், எரிசக்தியும் மிக மிகத் தேவை! பரிதிக் கனலைப் பயன்படுத்தியும், அணுசக்தி வெப்பத்தை உபயோகித்தும் உப்புநீக்கி நிலையங்கள் பல உண்டாக்கப்பட வேண்டும்.  இப்போது இயங்கிவரும் அணு மின்சக்தி நிலையங்களுக்கு அருகே, உப்புநீக்கி நிலையங்கள் உடனே உருவாக்கப்பட வேண்டும்.”

முன்னாள் குடியரசுத் தலைவர் டாக்டர் அப்துல் கலாம். (2003)

முன்னுரை:    இருபத்தி ஒன்றாம் நூற்றாண்டிலே தமிழ்மக்கள் உள்பட உலக மாந்தர் அனைவருக்கும் நாகரீகமாக அனுதினமும் உயிர்வாழக் குடிநீரும், மின்சக்தியும் மிக மிகத் தேவை.  1950 ஆம் ஆண்டு முதல் 30 உலக நாடுகளில் 435 அணுமின் நிலையங்கள் [அமெரிக்காவில் திரி மைல் தீவு, ரஷ்யாவில் செர்நோபிள், ஜப்பானில் புகுஷிமா அணுமின் நிலையங்கள் ஆகிய மூன்றைத் தவிர] பாதுகாப்பாக இயங்கி 370,000 MWe (16%) ஆற்றலைப் பரிமாறி வருகின்றன.  மேலும் 56 நாடுகளில் 284 அணு ஆராய்ச்சி உலைகள் ஆய்வுகள் நடத்திக் கொண்டு வருகின்றன.  அதற்கு அடுத்தபடி அணுசக்தி இயக்கும் 220 கப்பல்களும், கடலடிக் கப்பல்களும் (Submarines) கடல் மீதும், கீழும் உலாவி வருகின்றன.  ஈழத்தீவில் பாதிக்கும் குறைவாக அரை மாங்காய் போலிருக்கும் தென் கொரியாவில் 20 அணுமின் நிலையங்கள் 39% ஆற்றலைத் தயாரித்து மின்சாரம் அனுப்பி வருகின்றன. இந்தியாவின் அணு மின்சக்திப் பரிமாற்றப் பங்கு 2.6%  இயங்கி வருபவை 17 அணுமின் நிலையங்கள்.  இந்தியாவில் அனைத்து அணுசக்தி நிலையங்களைப் பாதுகாப்பாக இயக்கத் திறமையுள்ள, துணிவுள்ள நிபுணர்கள் ஏராளமாய் இருக்கிறார்கள்.

இந்திய அணுசக்தி நிலையங்களின் மின்சார உற்பத்தித் திறனையும், இயக்க விபரங்களையும், புதிய நிலையங்களின் கட்டுமான வேலைகளையும், இந்திய அணுசக்திக் கார்ப்பொரேஷன் வலைத் தளத்தில் << www.npcil.nic.in >> விளக்கமாகக் காணலாம். 1957 ஆம் ஆண்டு முதல் கடந்த 50 வருடங்களாக ஆண்டுக்கு 250 விஞ்ஞானப் பொறியியற் துறைப் பட்டதாரிகள் வீதம் சுமார் 12,000 பேருக்கு மிகையாகப் பயிற்சிக்காகத் தேர்ந்தெடுக்கப் பட்டிருக் கிறார்கள்.  தற்போது அணுசக்தி நிலையங்களை டிசைன் செய்யவும், கட்டி முடிக்கவும், இயக்கி வரவும், அவற்றில் ஆராய்ச்சி செய்யவும் பட்டதாரிகள் பலர் இருக்கிறார்கள்,  இந்தியாவிலே விஞ்ஞானப் பொறியியற் பட்டதாரிகள் ஆயிரக் கணக்கில் பணிசெய்யும் ஓர் உயர்ந்த தொழில் நுட்பத் துறையாக அணுசக்தி நிர்வாகம் சிறப்பாக நடைபெற்று வருகிறது.  பாரத நாட்டுப் பாதுகாப்புக்காக அணு ஆயுத உற்பத்தி, அணு ஆயுதச் சோதனை, அணு ஆயுத எரி உலோகச் சேமிப்பு [Nuclear Weapon Grade Materials] ஆகியவற்றை ரகசியமாக இந்திய அரசாங்கம் தன் நேரடிப் பார்வையில் கையாண்டு வருகிறது.  ஆனால் மின்சாரம் பரிமாறி இயங்கி வரும் 17 அணுமின்சக்தி நிலையங்களின் அமைப்பிலோ, நிர்வாகத்திலோ இயக்கத்திலோ, மின்சாரப் பரிமாற்றத்திலோ எதிலும் அரசாங்க அதிகாரிகளின் குறுக்கீடு கிடையாது.

இந்தக் கட்டுரையில் அணுமின்சக்தி நிலைய இயக்குநர்கள் எப்படி அனுதினமும் அணுமின் உலைக் கட்டுப்பாடு, பாதுகாப்பு, கண்காணிப்பு முறைகளைப் பின்பற்றி வருகிறார் என்பது விளக்கப் படுகிறது.

அணு மின்சக்தி உலை இயக்கத்துக்குத் தேவையான ஏற்பாடுகள்

அணுமின்சக்தி நிலையத்தில் எத்தனை இயக்க ஏற்பாடுகள் உள்ளன ? 500 மெகா வாட் ஆற்றல் உற்பத்தி செய்வதற்கு நிலையத்தில் குறைந்தது 50 முதல் 80 வரையான அமைப்புகள் கொண்டதாக இருக்கும்.  அவற்றின் விபரங்களைக் காண்போம்:  கீழ்க்காணும் ஏற்பாடுகள் யாவும் 500 மெகா வாட் அழுத்த நீர் அணுமின் நிலையம் [Pressurized Water Reactor (PWR)] ஒன்றின் உதாரண அமைப்புகள் ஆகும்.

1.  அணு உலை, அழுத்த அணு உலைக் கலம் (Atomic Reactor & Reactor Pressure Vessel)

அணு உலைக் கலன் நேராகவோ அல்லது மட்டத்திலோ (Vertical or Horizontal Vessel) அமைக்கப் படலாம்.  நம் விளக்கத்துக்கு செங்குத்து உலைக்கலனை உதாரணமாக எடுத்துக் கொள்வோம். அணு உலையில் உள்ள 300 மேற்பட்ட துளைகளில் யுரேனியம் டையாக்ஸைடு வில்லைகள் அடங்கிய எரிக்கோல்கள் [Fuel Rods with Uranium Dioxide Pellets] புகுத்தப் பட்டுள்ளன.  உலைக்கலனில் எப்போதும் மிதவாக்கி நீர் மட்டம் (Moderator Water Level) எரிக்கோல்களை மூழ்க்கியிருக்கும்.  யுரேனியத்தில் (U-235) நேரும் சுயப்பிளவுகளால் எழும் நியூட்ரான்கள், மேலும், மேலும் யுரேனியம் அணுக்கருவைப் பிளந்து, பிளவு ஒன்றுக்கு 200 மில்லியன் எலெக்டிரான்-வோல்ட் வெப்பசக்தி நீரில் தொடர்ந்து எழுகிறது.  [200 Mev Energy per Fission].  அணு உலை இயங்கினாலும், இயங்கா விட்டாலும் எப்போதும் பிளவுத் துணுக்குகள் தேய்வதாலும் [Fission Product Decay Heat], சுயப்பிளவுக் கனலாலும் தொடர்ந்து வெப்பம் உண்டாகிய வண்ணமிருக்கும்.  உலைக்கலனில் அந்த வெப்பம் தணிக்கப்பட்டு நீரின் உஷ்ணம் ஒரே அளவில் சுயமாகக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும்.

1. “நிறுத்த அணு உலை வெப்பத்தணிப்பு ஏற்பாடு” [Shutdow Cooling Water System] : அணு உலை நிறுத்தமான தருணத்தில் எழும் நீரின் வெப்பத்தை நீக்கிச் சீரான கனப்பில் வைத்திருக்கும் ஏற்பாடு இது,  இந்த நீரோட்டச் சுற்றில் பம்புகளும், வெப்பக் கடத்தியும் [Pumps & Heat Exchangers] முக்கியமாக உள்ளன. இந்தச் சுற்றில் நீரோட்டத்தின் வேகமும், அழுத்தமும் மிதமானவை. [Low Flow & Low Pressure System].  இது தானாக இயங்குவது.  இந்தச் சுற்று நீரோட்டத்தை முற்றிலும் இயக்குநர் நிறுத்த முடியாது.

2..  அணு உலைக்குள்ளே உலைக்கலன் வெல்டிங் இணைப்புகளை உளவு செய்யும் போது “பராமரிப்பு தணிப்பு நீரோட்டச் சுற்று” [Maintenance Cooling Water System] இயக்கத்தில் கொண்டு வரப்படும்.  இந்த நீரோட்டம் நிறுத்தமான அணு உலை பலநாட்கள் குளிர்ந்த பின்பு இயக்கப்படும்.  பராமரிப்பு வேலைகள் முடிந்த பிறகு, இந்த நீரோட்டம் நிறுத்தப்பட்டு மேலே கூறப்பட்டுள்ள முதல் தணிப்பு நீரோட்டம் இயங்கி விளையும் வெப்பத்தைச் சீராக வைக்கும்.

3.  அணு உலைப் பணிகள் யாவும் முடிந்து மின்சக்தி உற்பத்திக்குத் தயாராக உள்ள போது “பிரதம வெப்பத் தணிப்பு நீரோட்டம்” [Main or Primary Coolant Sysyem] அழுத்தமாக்கப் பட்டு மிக்க வேகமாக நீரை எரிக்கோல்கள் ஊடே செலுத்தும்.  அணு உலையில் கீழே இறக்கப்பட்டுள்ள நியூட்ரான் விழுங்கி களை மெதுவாக மேலே தூக்கும் போது மிதவேக நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை பில்லியன் கணக்கில் பெருகி வெப்பசக்தி பன்மடங்கு ஏறுகிறது.  பிரதம நீரோட்டத்தில் நான்கு அல்லது எட்டு பிரதம வெப்பக் கடத்திகளும் [Primary Heat Exchangers], நான்கு அல்லது எட்டு பூதப் பம்புகளும் [Primary Heat Transport Pumps], நீராவி உண்டாக்க இரண்டு கொதிகலன்களும் [Steam Boilers] இணைக்கப் பட்டுள்ளன.

4.  நிலையம் முழு ஆற்றலில் இயங்கி வரும் சமயத்தில் திடீரென அணு உலைச் சாதனங்களுக்கும், வெப்பத் தணிப்புப் பம்புகளுக்கும் மின்சாரப் பரிமாற்றம் நின்று போனால் நிலைய ஏற்பாடுகளில் கொந்தளிப்பு ஏற்பட்டு, ஆட்சி அரங்கில் [Control Room] சிவப்பு விளக்குகள் பல மின்னி எச்சரிக்கை மணிகள் அடிக்கும்.  அவ்விதம் ஏற்பாடுகள் தடுமாறும் போது, முதலில் மேலே காத்திருக்கும் நியூட்ரான் விழுங்கிகள் தானாக் கீழே இறங்கி அணு உலைச் சுயமாக நிறுத்தம் அடையும்.  பிரதம வெப்பத் தணிப்பு நீரோட்டத்தின் அழுத்தம் குறைந்து வேகமும் விரைவாகக் குன்றுகிறது.  அப்போது அணுப்பிளவுகள் ஏற்பட்டு சூடான அணுப்பிளவுத் துணுக்குகளின் வெப்பம் தணிக்கப் படாவிட்டால் யுரேனியக் கோல்கள் கனல் எழுச்சியால் உருகிவிடும் !  இதுவே “நீரிழப்பு விபத்து” [Loss of Coolant Accident (LOCA)] என்று அஞ்சப்படுவது.  1979 இல் அமெரிக்காவின் திரிமைல் அணுமின் நிலையத்தில் அந்த “நீரிழப்பு விபத்து” நேர்ந்துதான் அணு உலையில் எரிக்கோல்கள் பெரும்பான்மையாக உருகி [Fuel Core Melting], மாபெரும் சுத்தீகரிப்பு, மீட்சி வேலைகள் மேற்கொள்ளப் பட்டன !

அவ்வித “நீரிழப்பு விபத்தைத்” தவிர்க்க, நிறுத்தமடையும் அணு உலை எரிகோல்களின் வெப்பத்தைத் தணிக்க, “அபாய தணிப்பு நீர் பாய்ச்சல் ஏற்பாடு” [Emergency Coolant Injection System] அமைக்கப் பட்டிருக்கிறது.

5.  அணு உலையில் நியூட்ரான் பெருக்கம் விழுங்கிகளால் தடைபெற்று மீறும் தொடரியம் நிகழாதவாறு பாதுகாப்பு உண்டாக “அபாய நஞ்சுப் பாய்ச்சல் ஏற்பாடு” [Emergency Poison Injection System] இணைக்கப்படுகிறது.  நியூட்ரான்களை விரைவாக விழுங்கும் கடோலினியம் அந்த திரவ நீரில் கலக்கப்பட்டிருக்கிறது.  கனநீர் அணுமின் உலைகளில் [Indian Heavy Water Reactors] அது தேவையாகும் போது மிதவாக்கி நீரில் பாய்ச்சப் படுகிறது.

அணு உலையை முற்றிலும் நிறுத்த “இரட்டைப் பாதுகாப்பு ஏற்பாடுகள்” இருக்கின்றன.

a)  நியூட்ரான்களை விழுங்கும் தடைக்கோல்கள் சட்டென அணு உலைக்குள் இறங்கும் ஏற்பாடு

b)  நியூட்ரான்களை விரைவாக விழுங்கும் “அபாய நஞ்சுப் பாய்ச்சல் ஏற்பாடு”

6.  தனித்தனியாக ஆட்சிக் கோல்களும், நிறுத்தக் கோல்களும் சுயமாக இயங்கும் மின்சாரக் கட்டுப்பாட்டு ஏற்பாடுகள் [Control Rods & Shut-off Rods Drive Systems].  உதாரணமாக ஆட்சிக் கோல்கள் அணு உலையில் 12 அல்லது 18 இருக்கலாம்.  நிறுத்தக் கோல்கள் 20 அல்லது 30 இருக்கலாம். நிறுத்தமான அணு உலையில் ஆட்சிக் கோல்களும், நிறுத்தக் கோல்களும் முழுவதும் கீழே இறக்கப்பட்டிருக்கும்.  அணு உலை இயங்க ஆரம்பிக்க முதலில் அனைத்து நிறுத்தக் கோல்களும் அணு உலைக்கு மேலே தூக்கப் படவேண்டும்.  ஆனால் மின்சக்தி ஆற்றலை மிகைப்படுத்த ஆட்சிக் கோல்கள் சீராக, முறையாக, மெதுவாக ஒவ்வொன்றாக மேலே தூக்கப் படவேண்டும்.

7.  அணு உலைக்குள்ளே பல வெப்பக் கடத்திகள் அமைக்கப் பட்டிருக்கின்றன.  வெப்பத்தை நீக்க முக்கியப் பிரதம வெப்பக் கடத்திகளில் “தனிமங்கள் அகற்றப்பட்ட தூய நீர்” அல்லது கடல் நீர் சில நிலையங்களில் பயன்படுகிறது. [Demineralised Water System or Sea Water Cooling System for Hear Exchangers]

8.  துவித நீரோட்ட ஏற்பாடு [Secondary Coolant Water System] என்பது கொதிகலனில் வெந்நீர் நீராவியாக மாறி டர்பைன் சுழலிகளைச் சுழற்றி, மின்சார ஜனனியில் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்ய வசதி உண்டாக்குகிறது.

9.  டர்பைன் குளிர்ப்புக் கலனைத் தணிப்பு செய்யும் நீரோட்டம் [Condensor Cooling water System or Sea Water Cooling System for the Steam Condensor].

10.  அணு உலையில் எதிர்பாராது மனிதத் தவறோ அல்லது யந்திர சாதனப் பிசகோ நேர்ந்து எல்லா வித நீரோட்டமும் எரிக்கோல் வெப்பத் தணிப்புக்குத் தடைப்பட்டால், இறுதியாகத் “தீயணைப்பு நீரோட்ட ஏற்பாடு” [Emergency Fire Water System] அணு உலை எரிக்கோல்களை உருக விடாமல் செய்ய கடைசி முயற்சியாகக் கையாளப்படுகிறது.

பொது அபாய மின்சாரத் தயாரிப்பு ஏற்பாடுகள்

பொது நிலையத்துக்குப் பயன்படும் மின்சாரம் தடைப்படுமானால், அபாய நிலைத் தேவைக்குப் பயன்பட டீசன் எஞ்சின் இயக்கும் இரட்டை மின்சார ஜனனிகள் [Emergency Diesel Power System]    அமைக்கப் பட்டிருக்கின்றன.  அவற்றில் ஒன்று எப்போதும் மிதப்பு நிலையில் ஓடிக் கொண்டிருக்கும். முதல் யூனிட் நின்றால் மற்றொன்று ஓடத் தயாராய் இருக்கும்.  மின்னல் இடி மழைச் சமயங்களில் நிலைய மின்சார ஆற்றல் தடைப்பட்டுப் போனால், ஓடிக் கொண்டிருக்கும் டீசல் ஜெனரேட்டர் மின்சாரம் நிறுத்தமான அணு உலைச் சாதனங்களுக்கும், கட்டுப்பாடு புரியும் சுற்றுக்களுக்கும் பரிமாறப்படும்.

(தொடரும்)

***********************

தகவல்:
1.  http://www.npcil.nic.in/index.asp  [Nuclear Power Corporation of India Ltd Website for Nuclear Power Updates]

2. http://pib.nic.in/release/release.asp?relid=20878  [President Dr. Abdul Kalam Speech on Kudungulam (Sep 22, 2006)]

3. http://www.stratmag.com/issue2Nov-15/page03.htm
[Russia Breaches Nuclear Blockade against India By: C. Raja Mohan (Nov 16, 2001)]

4.  World Nuclear Association – WNA
Radiological Protection Working Group – RPWG (Official List – July 20, 2006)
http://www.world-nuclear.org/sym/2006/st_pierre.htm

5. World Nuclear Association – WNA
Waste Management and Decommissioning Working Group – WM&DWG (Official List – July 25, 2006)    http://www.world-nuclear.org/sym/2006/st_pierre.htm

6. http://www.candu.org/npcil.html  [Indian Heavywater Nuclear Power Plants]

7. Safety of Nuclear Power Reactors, [www.uic.com.au/nip14.htm] (July 2007)

8. Nuclear Power Plants & Earthquakes [www.uic.com.au/nip20.htm] (Aug 2007)

9. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=80708091&format=html  Letter By R. Bala (August 9, 2007)

10. http://www.wano.org.uk/WANO_Documents/What_is_Wano.asp  [World Association of Nuclear Operation Website]

11 IAEA Incident Reporting System Using Operational Experience to Improve Safety (IAEA Instruction)

******************

S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com] May 21, 2011 (R-1)

அணுமின் சக்தி நிலையத்தில் வெப்பசக்திக் கட்டுப்பாடும், பாதுகாப்பும்

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

 

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பில்
பொரி உருண்டை
சிதறித் துகளாகித்
துண்டமாகித் துணுக்காகிப்
பிண்டமாகி,
பிண்டத்தில் பின்னமாகி
அணுவாகி,
அணுவுக்குள் அணுவாகி
பரமாணு வாகி
அவற்றின்
அடிப்படைத் தூளாகி
மூலமாகி, மூலகமாகித்
மூலக்கூறாகி
அலையாகி ஒளியாகி,
கோளாகி,
அண்டக் கோள்களின் வலையாகி
ஆத்மா வாகி
உயிராகிப் பயிராகி,
உடலாகி
அறுந்த நூலாகி,
இழையாய் புழுபோல் 
நெளிகிறாய் !

அணுசக்தி மின்சார உற்பத்திக்கு இப்போதிருந்து இன்னும் இருபதாண்டுகளில் வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப் பட்டால், இந்தியா தனக்குத் தேவையான திறமைசாலிகளைத் தனது இல்லத்திலேயே தோற்றுவித்துக் கொண்டு, அன்னிய நாடுகளில் தேட வேண்டிய திருக்காது.

டாக்டர் ஹோமி பாபா (1944)

சுருங்கித் தேயும் நிலக்கரிச் சுரங்கங்கள், குன்றிடும் ஹைடிரோ-கார்பன் எரிசக்தி சேமிப்புகளைக் கொண்டு, விரிந்து பெருகும் இந்தியாவின் நிதிவளத்தை நோக்கினால், நூறு கோடியைத் தாண்டிவிட்ட மக்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய யுரேனியம், தோரியம் ஆகியவற்றின் எரிசக்தியை முழுமையாகப் பயன் படுத்தி அணுசக்தியை உற்பத்தி செய்யும் முறை ஒன்றுதான் தற்போது இந்தியாவுக்கு ஏற்றதாக உள்ளது 

டாக்டர் அனில் ககோட்கர் [அணுசக்திப் பேரவை அதிபர்] (செப்டம்பர் 17, 2003)

முன்னுரை:  “அணு ஆற்றல் தொழில் நுட்பம் என்பது முதிர்ச்சியானதா என்ற கேள்வி ஒருபுறமிருக்கட்டும், அதனை நடைமுறைப் படுத்தும் நம்நாட்டின் அரசியல்வாதிகளும் அதிகாரிகளும் இன்னபிற சம்பந்தப் பட்டவர்களும் இந்த தருணத்தில் முதிர்ச்சியானவர்களா என்ற கோணத்தையும் கவனத்தில் கொண்டு கட்டுரை எழுத வேண்டுகிறேன்.  மாற்று எரிபொருளுக்கான முயற்சிகள் உடனடியாக தேவையென்று எல்லோரும் ஒப்புக்கொள்ளும் அதேவேளையில், கடினமான தொழில்நுட்ப விஷயங்களையும் புள்ளி விபரங்களையும் கொண்டு மட்டுமல்லாது இன்றய இந்தியாவின் அரசியல் மற்றும் சமூக நிலைப்பாடுகளையும் கவனத்தில் கொண்டு எழுதிய உங்கள் கட்டுரையைக் காண ஆவலுடன்.” என்று ஆகஸ்டு 9, 2007 திண்ணைக் கடிதம் ஒன்றில் நண்பர் R. பாலா குறிப்பிட்டிருந்தார். 

அணுமின்சக்தித் தொழில் நுட்பம் முதிர்ச்சியானதா ?  அணுவியல் இயக்குநர் முதிர்ச்சி பெற்றவரா ?  என்ற அவரது இரண்டு கேள்விகளுக்கும் பதில் கூறவே இந்தக் கட்டுரையை நான் எழுதுகிறேன்.  அணு ஆயுத சம்பந்தமான அணுக்கருப் பிளவு எருக்களைத் [Nuclear Fissile Materials Uranium-235, Uraniuam-233 & Plutonium-239] தயாரிக்கும் அணு உலைகளின் கண்காணிப்புகளை இராணுவமும், அரசாங்கமும் தேசீயப் பாதுகாப்புச் சட்டத்தின் கீழ் இரகசியமாக நடத்தி வருவதால் அவற்றைப் பற்றி இந்தக் கட்டுரையில் எதுவும் நான் குறிப்பிட விரும்பவில்லை.   

 

அணுசக்தி உலைகள் இயக்கத்துக்குத் தேவையான பாதுகாப்புகள்

2.  உட்புற, வெளிப்புற மனிதருக்குக் கதிரியக்கப் பாதுகாப்பு

அணுசக்தி நிலைய மின்சார உற்பத்தியில் முக்கியப் பாதுகாப்பு விதி,  கதிரியக்க வெளியேற்றத்தைக் கோட்டை அரணுக்குள்ளே கட்டுப்படுத்தி, கவசமிட்டு குறைவு படுத்தி, உள்ளே பணி செய்வோரையும், வெளியே வாழ்பவரையும் கதிர்வீச்சிலிருந்து காப்பாற்றுவது.  அணு உலைக்குள்ளே எல்லாத் தளங்களிலும், காற்றோற்றம் உள்ள எல்லா அறைகளிலும் வெவ்வேறு அளவுகளில் கதிரியக்கம் சூழ்ந்துள்ளது. மனிதர் நடமாடும் தளமெங்கும் ஒவ்வோர் இடத்திலும் உள்ள கதிர்வீச்சு அளவுகளைக் கருவிகள் காட்டுகின்றன !  திடீரெனக் கதிர்வீச்சு அளவு அதிகமானல் எச்சரிக்கை அறிவிப்பு மணி அடிக்கிறது.  மிகவும் அதிகமானால் அபாயச் சங்கு ஊதிப் பணி செய்வோரைப் புறத்தே செல்ல அறிவிக்கிறது.  அத்துடன் அணு உலை உடல்நலக் குழுவினர் [Health Physics Group] அனுதினமும் தமது தனிப்பட்டக் கதிர்வீச்சுக் கருவிகளில் [Radiation Monitors] தள உளவு, வாயு உளவு செய்து, கால நேரத்தையும் குறிப்பிட்டுப் பலகைகளில் எழுதி யாவரும் காணும்படி வைக்கிறார். 

கதிரியக்க அணு உலை இயக்க வல்லுநர் முதல், தரையைச் சுத்தம் செய்யும் சாதாரணப் பணியாளிகள் வரை அனைவருக்கும் கதிரிக்க எழுச்சி, கதிரிக்கத் தீங்கு, கதிரியக்கக் கவசம், கதிரிக்கப் பாதுகாப்பு பற்றி விளக்கமான பயிற்சிகள் நிலையத்தில் முதலில் அளிக்கப்படுகின்றன.  பாரத அணு உலைகளில் வேலை செய்யும் படிப்பில்லாத நபர்களை மேலாளர் ஒருவர் எப்போதும் அவர்கள் பணி புரியும் போது அருகில் நின்று கண்காணித்து வருகிறார்.  உட்புறம் வேலை செய்யும் அனைவரது கதிர்வீச்சுத் தாக்கலைப் பதிவு செய்ய ஒவ்வொருவருக்கும் தனிப்பட்ட கதிர்ப்பதிவுப் பதக்கம் [Personal Dosimeter Badge] அளிக்கப் படுகிறது.  பணியாட்களும் மற்ற அணு உலை இயக்குநர், எஞ்சினியர், மேலதிகாரிகளும் அணு உலை நிலயத்துள் நுழையும் போது கட்டாயம் கதிர்ப் பதக்கத்தைத் நெஞ்சில் தெரியும்படி அணிய வேண்டும்.  நிலையத்தை விட்டு வெளியே செல்லும் போது அவர்கள் வாயிலில் தொங்கும் பலகையில் வைத்துவிட்டு நீங்க வேண்டும். 

பணியாட்களை நிலைய மேலாளர் [Plant Supervisors] கண்காணிப்பதுடன், தனிப்பட்ட உடல்நலக் குழுவினரும் [Independant Health Physics Unit] அடிக்கடி உளவு செய்து மேற்பார்வை செய்வதால் மனிதத் தவறுகள் பேரளவு குறைகின்றன.  மேலும் நிலைய நபர்களின் கதிர்ப் பதக்கங்கள் 15 நாட்களுக்கு ஒருமுறை மாற்றப்பட்டு, புதியவை அளிக்கப்படும்.  பழைய பதக்கங்களின் பதிவுக் கதிரடிகள் [Radiation Doses Recorded] ஆய்வு செய்யப்பட்டு அவரவர் பெயருக்கடியில் நிரந்தரமாய் சேமிப்பாகின்றன.  யாராவது மிகையான அளவில் கதிரடி பட்டிருந்தால் விசாரணைக் குழு அதன் காரணத்தை உளவு செய்யும்.  அவ்விதம் கதிரடிப் பதிவு, உளவு, பதக்க மாற்றம் அனைத்துப் பணிகளையும் தனிப்பட்ட உடல்நலக் குழுவினரே நிலையத்தில் கவனமாகச் செய்து வருகிறார்.       

3.  கதிரியக்கம், அரை ஆயுள் என்றால் என்ன ?

நாமறிந்த எளிய ஹைடிரஜன் முதல் கனமான யுரேனியம் வரை உள்ள நூற்றுக்கும் மேற்பட்ட மூலகங்களில் ரேடியம், பொலோனியம், யுரேனியம், தோரியம், புளுடோனியம் போன்ற கன உலோகங்கள் சுயமாகவே கதிர்வீசுகின்றன.  அவ்விதம் கதிர்வீசி பளு குறைந்து படிப்படியாய் வேறு மூலகங்களாக மாறுகின்றன.  அவற்றின் அணுக்கரு சிதைந்து பொதுவாக வெளியாகுபவை ஆல்ஃபா துகள், பீட்டா துகள், அல்லது காமாக் கதிர்.  மூன்றும் வெளியாகலாம்.  அல்லது மூன்றில் ஒன்று அல்லது இரண்டு வெளியேறலாம்.  இயல் யுரேனியம் [Natural Uranium (U-238+U-235] அணுக்கருவில் சுயப்பிளவுகள் [Spontaneous Fissions] நிகழ்ந்து நியூட்ரான்களும் வெளியேறும். யுரேனியம் ஆஃபா துகள் வீசுவது.  சுயப்பிளவில் விளையும் அணுப்பிளவுத் துணுக்கள் பெரும்பாலும் பீட்டா துகளும், காமாக் கதிர்களும் வெளியிடுகின்றன.  அதைப் போல் செயற்கையாக ஆக்கும் புளுடோனியமும் Pu-239, யுரேனியம் U-233 இரண்டும் சுயப்பிளவாகி வெப்பம் தரும் உலோகங்கள்.  ஆதலால் அணு உலைகளில் பயன்படும் மூன்று முக்கிய கன உலோகங்கள் இயல் யுரேனியம், புளுடோனியம்-239 மற்றும் யுரேனியம் -233.        

ரேடிய உலோகம் ஆல்ஃபா துகள், காமா வீசுவது.  அவ்விதம் அதன் அணுக்கரு சிதையும் போது, அதன் பளு படிப்படியாய்க் குறைவாகி வருகிறது.  ரேடியத்தின் பளு பாதியாகும் காலத்தை அரை ஆயுள் [Half Life] என்று விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுகிறார்கள்.  அதாவது ஒரு கன உலோகத்தின் அரை ஆயுள் அது தீவிரமாகத் தேய்கிறதா அல்லது மெதுவாகத் தேய்கிறதா என்பதைக் காட்டுகிறது. 

உதாரணமாக

ரேடியம் அரை ஆயுள் :  1600 ஆண்டுகள்

இயல் யுரேனியத்தின் U-238 அரை ஆயுள் : 4.5×10^9 ஆண்டுகள்

யுரேனியம் U-235 [from Nat Uranium] அரை ஆயுள்: 7.1×10^8 ஆண்டுகள்

யுரேனியம் [U-233 from Thorium] அரை ஆயுள்: 1.6×10^5 ஆண்டுகள்

புளுடோனியம் -239 [from Nat Uranium U-238] அரை ஆயுள் : 2.4×10^4 ஆண்டுகள்
 
தோரியம் -232 அரை ஆயுள் : 1.4×10^10 ஆண்டுகள் 

4.   அணு உலையில் நிகழும் நியூட்ரான்-அணுக்கரு இயக்கங்கள்:  

அணு உலையில் நூற்றுக்கணக்கான துளைகளில் நுழைக்கப்பட்டுள்ள யுரேனியக் கோல்களைச் சுற்றிலும் மூழ்க்கும் திரவமாக நீர் எப்போதும் நிரப்பப் பட்டுள்ளது. அதுவே நியூட்ரான் வேகத்தைத் தணிக்கும் மிதவாக்கி [Neutron Moderator] நீராகச் சீரான உஷ்ண அளவில் அணு உலைக்குள் செலுத்தப்படுகிறது.  அணுக்கருவை நியூட்டிரான்கள் பிளக்கும் போது ஒவ்வோர் பிளவிலும் வெப்பசக்தி உண்டாகிறது.  அந்த வெப்பசக்தியைத் தொடர்ந்து கடத்திக் கொதிகலனுக்கு எடுத்துச் செல்ல தனியாக வேறொரு நீரோட்டம் அழுத்தமாக பூதப் பம்ப்புகளால் சுற்றோட்டம் பெறுகிறது.  அது பிரதமக் கனல்தணிப்பு நீரோட்டம் [Primary Coolant] என்று அழைக்கப் படுகிறது.  அணு உலை இயங்கினாலும் இயங்கா விட்டாலும் அந்த பிரதம நீரோட்டம் தொடர்ந்து யுரேனிய வெப்பத்தைச் சீரான உஷ்ணத்தில் கட்டுப்பாடு செய்ய வேண்டும்.

யுரேனியம் -235 உலோகத்தின் அணுக்கருவில் சுயப்பிளவு எழுவதால் வேக நியூட்ரான்கள் எழுந்த வண்ணம் இருக்கும்.  அந்த நியூட்ரான்களின் வேகத்தைக் குறைக்க நீர்த் தடாகமோ [Water Moderator] அல்லது திரள்கரி [Graphite Moderator] கவசமோ இல்லாவிட்டால் அவை காற்றில் மறைந்து விடும்.  அவ்விதம் மிதவாக்கி இருந்தால் மிதவேக நியூட்ரான்கள் மெதுவாக அடுத்தும் யுரேனிய அணுக்கருவைப் பிளந்து வெப்பசக்தியை வெளியாக்கும்.  நியூட்ரான் கணைகள் யுரேனியத்தைத் தாக்கி உண்டாகும் ஒவ்வொரு அணுப்பிளவிலும், இரண்டு அல்லது மூன்று நியூட்ரான்கள் மற்றும் சிறிய பிளவுத் துணுக்குகள் எரிக்கோல் கவசக் குழல்களில் சேமிப்பாகும்.  நியூட்ரான் பெருக்கத்தை அணு உலைக் கலனில் கட்டுப்படுத்துவது இயக்குநரின் முக்கியப் பணி.  நியூட்ரான் எண்ணிகை அதிகமானால், வெப்பசக்தி ஆக்கம் மிகுதி ஆகும்.  நியூட்ரான் எண்ணிக்கை ஒரே எண்ணிக்கையில் கட்டுப் பாடானால், வெப்பசக்தி ஒரே அளவில் உற்பத்தி ஆகிறது. நியூட்ரான் எண்ணிக்கையைக் குறைத்தால் வெப்பசக்தி ஆற்றல் குன்றுகிறது.  அந்தப் பணிக்கு உதவ மூன்று வித நியூட்ரான் விழுங்கிகள் [Neutron Absorbers] தேவைப்படுகின்றன.             

சிறிதளவு நியூட்ரான் எண்ணிக்கைக் கூட்டிக் குறைக்க கோபால்ட் வில்லைகள் கொண்ட “ஆட்சிக் கோல்கள்” [Adjuster Rods or Control Rods with Cobalt pellets] என்பவை பயன்படும்.  மிகையான எண்ணிக்கையில் விரைவாக விழுங்கி அணு உலையை நிறுத்த காட்மியம் வில்லைகள் கொண்ட “தடுப்புக் கோல்கள்” [Shut-off Rods with Cadmium Pellets] அணு உலைக்குள் நுழைக்கப் பட வேண்டும்.  நியூட்ரான் எண்ணிக்கை மீறிச் செல்லும் போது உடனே நிறுத்தவோ அல்லது அணு உலைப் பராமரிப்பு உத்திரவாதத்துக்கு கடோலினியம் நச்சுத் திரவம் [Gadolinium Poison Injection] மிதவாக்கி நீரில் பாய்ச்சப் படுகிறது.

a)  ஆறும் தொடரியக்கம் (Sub-critical Nuclear Reaction) :

அணு உலைத் தொடரியக்கம் (Chain Reaction) என்பது மிதவேக நியூட்ரான்கள் அணுக்கருப் பிளவால் அடுத்தடுத்து அணுக்கருவைத் தாக்கிச் சீராக வெப்பசக்தி உண்டாகி வருவது.  ஒவ்வோர் அணுப்பிளவிலும் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை 2, 4, 8, 16, 32, என்று பெருக்கம் அடைவதால் அந்தப் பெருக்கம் ஓரளவு கட்டுப்படுத்தப்பட, குறிப்பிட்ட அளவைத் தவிர தேவையற்றவை விழுங்கப்பட வேண்டும்.  

ஆறும் தொடரியக்கம் என்பது நியூட்ரான் பெருக்கத்தை குறைக்கும் முறை.  நியூட்ரான் விழுங்கிக் கோல்கள் அணு உலைக்குள் இறக்கப்பட்டு வெப்பசக்தி மெதுவாகக் குறைக்கப் படுவது.  இந்த முறை திட்டமிடப் பட்ட பராமரிப்புப் பணிகளுக்காகச் செய்யப் படுவது.

b)  நிறுத்தும் தொடரியக்கம் [Shutdown State]

நியூட்ரான் விழுங்கிகள் ஏறக்குறைய இயக்கம் புரியும் அனைத்து நியூட்ரான்களையும் விரைவாக விழுங்கித் தொடரியக்கம் பேரளவு சீக்கிரம் நிறுத்தமாகி வெப்பசக்தி குன்றச் செய்தல்.  இந்த தடுப்பு இயக்கம் சுயமாகவும் நிகழும்.  கையாட்சி முறையிலும் நிகழும்.  அணு உலைகளில் சுயத்தடுப்பு நிகழ்ச்சியைத் தடை செய்ய இயலாது. 

c)  பூரணத் தொடரியக்கம் : (Criticality)

அணு உலை இயக்கம் ஆரம்பமாகி முதன்முதலில் உண்டாகித் தாக்கும் நியூட்ரான்களும், அணுக்கருவைப் பிளந்து பிறக்கும் நியூட்ரான்களும் ஒரே எண்ணிகையாகச் சீராகி தணிவான வெப்பசக்தி ஆற்றலில் அணு உலை இயங்குவது.  அணு உலையின் வெப்பசக்தி ஆற்றலை மிகையாக்க இதுதான் அணு உலையின் முன்னோடி நிலை.

d)  மிஞ்சும் தொடரியக்கம் : (Diverging Nuclear Reaction) 

அணு உலை “பூரண நிலை” அடைந்த பிறகு ஆட்சிக் கோல்களை மெதுவாக உயர்த்தி சிறிதளவு நியூட்ரான் பெருக்கத்தை ஏற்படுத்தி வெப்ப சக்தி அதிகமாக முனைதல்.  அதைத் தொடர்ந்து அணு உலையை உச்ச ஆற்றலில் இயங்க பின்பற்றப் படும் தொடரிக்கம் அது.

e)  மீறிய தொடரியக்கம் : (Super-critical Nuclear Reaction)

மனிதத் தவறாலோ அல்லது ஆட்சிக் கோல்களின் பழுதாலோ அணு உலையில் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை பேரளவில் விரைவில் பெருகி, வெப்ப சக்தி கட்டுக்கு அடங்காமல் மிகையாவது.  சோவியத் ரஷ்ய இயக்குநர்கள் செர்நோபில் அணுமின் நிலையில் செய்த மாபெரும் மனிதத் தவறுகளால் தணிவு நிலையில் சோதிப்பு நடக்கும் போது அவ்வித மீறிய தொடரியக்கமே நிகழ்த்தது. 

முதல் காரணம் ஆட்சிக் கோல்கள் முழுவதும் மேலே கையாட்சியில் தூக்கப்பட்டு நியூட்ரான் பெருக்கம் மிகையானது. 

இரண்டாவது காரணம் நிறுத்தக் கோல்கள் சுயக் கட்டுப்பாட்டில் இல்லாமல் கையாட்சிக்குக் கொண்டுவரப் பட்டது. 

மூன்றாவது தானாக நியூட்ரான் விழுங்கிகள் இறங்க முடியாமல், கையாட்சியில் நுழைக்கப்பட்டு அணு உலை நிறுத்தம் தாமதமானது (Chain Reaction).

(தொடரும்)

***********************

தகவல்:

Picture Credits: 

1.  IAEA Team to Report on Kashiwazaki Kariwa Nuclear Power Plant Examination (Aug 16, 2007)
2.  Japan Earthquake Triggers Nuclear Plant (Transformaer) Fire
3.  Earthquake Spills Radioactive Water at Japanese Nuclear Plant (July 17, 2007) 
4  Nuclear Waste (Water) Leak Fear after Japan Quake By: Justin McCurry (July 18, 2007) Tokyo 
5.  Japan Earthquake Caused Nuclear Waste (Water) Spill.
6.  Japanese Earthquake Sparks Nuclear Plant (Transformer) Fire By: AP (July 16, 2007)
7.  Japan Nuclear Power Plants and Earthquakes (August 2007)
8.  Herald Tribune : Earthquake Stokes Fears Over Nuclear Safety in Japan By Martin Facker (July 24, 2007)
9. Earthquake Zone : Earthquakes & Nuclear Safety in Japan [Citizen Nuclear Information Center (CNIC)] By Philip White International Liaison Officer CNIC.
10. Four Categories of Buildings & Equipment for Earhtquake-resitant Design of Nuclear Power Plants. 
11. Safety of Nuclear Power Reactors, [www.uic.com.au/nip14.htm] (July 2007)
12. Nuclear Power Plants & Earthquakes [www.uic.com.au/nip20.htm] (Aug 2007)
13. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=80708091&format=html  Letter By R. Bala (August 9, 2007)
14. http://www.wano.org.uk/WANO_Documents/What_is_Wano.asp  [World Association of Nuclear Operation Website]
15. 
16. IAEA Incident Reporting System Using Operational Experience to Improve Safety (IAEA Instruction) 
 

******************

S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com] September 13, 2007