புதிய சூரியக்கதிர் மின்சக்தி உற்பத்திப் பொறிநுணுக்கத்தை எப்படித் திறனாய்வு செய்வது ?

Featured

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா
+++++++++++++
1.  https://youtu.be/luN91njPlLM
2.  https://youtu.be/RmkCdhW0re8
+++++++++++++++++

 

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

சூரிய மின்சக்தி சேமிக்க,
நூறு மெகாவாட் பேராற்றல் உள்ள
ஓரரும் பெரும் மின்கலம்
தாரணியில் உருவாகி விட்டது
வாணிபப் படைப்புச் சாதனமாய் !
தட்டாம்பூச்சி போல் பறக்க
வானூர்திக்குப் பயன்படப் போகுது !
பரிதியின் சக்தியால் பறக்கும் !
எரி வாயு இல்லாமல் பறக்கும் !
பகலிலும் இரவிலும் பறக்கும் !
பசுமைப் புரட்சியில் உதித்தது !
பாதுகாப்பாய் இயங்குவது !
நாற்பது குதிரைச் சக்தி ஆற்றலில் 
நான்கு காற்றாடி உந்துது !
பனிரெண் டாயிரம் சூரியச் செல்கள்
பரிதிச் சக்தி ஊட்டும்  !
ஒற்றை விமானி ஓட்டுவார் !
ஒருநாள் பறந்த ஊர்தி
இருபது நாட்கள் தொடர்ந்து பறந்து
உலகைச் சுற்றி  இறங்கியது !
விலை மலியுது சூரிய சக்தி !
நூறாண்டு முன் பறந்த
ரைட் சகோதரர் முதல் ஊர்தி போல்
வரலாற்று முதன்மை பெறுவது !

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

 சூரியக்கதிர் மின்சக்திப் பயன்பாடு மிகுந்து வருகிறது.
2013 -2014 ஆண்டுகட்கி இடையே சூரியக்கதிர் மின்சக்திச் சாதனங்கள் அமைப்பு 51% அதிகரித்துள்ளதாக சூரிய சக்தி தொழிற்துறைக் கூட்டணி   [Solar Energy Industries Association ]  அறிவித்துள்ளது.  அதாவது கங்கு கரையற்று எங்கும் நிறைந்து வற்றாத சூரிய மின்சக்தி ஆக்கத்துக்கு இப்போது உலகில் பெரு வரவேற்பு கிடைத்து வருகிறது.  மீள் பயன்பாடு கனல் எருவுக்கு
மத்திய அரசு, மாநில அரசு, மாவட்ட அரசு, மற்றும் தனி நபர் ஆர்வமும், முழு மூச்சு முயற்சியும், நிதி உதவி கிடைத்தும்  தொழில் நுணுக்கம் பெருகி, சூரிய மின்சக்தி மலிவாகி வருகிறது.  இதனால் சூழ்வெளிச் சுத்தக் கட்டுப்பாடு ஆவதோடு, மலிவான சூரிய மின்சக்திப் பயன்பாடும் அதிகரிக்கிறது.
 
அதற்கு மலிவான சூரியக்கதிர் அறுவடை ஒளிச்சக்தி தட்டுகள் ஏற்பாடு  [Solar-Harvesting Photo Voltaic Cell Arrays (PV System)]  தயாராகி வருகின்றன.  2010 ஆண்டிலிருந்து சூரிய ஒளிச்சக்தி தட்டுகள் ஏற்பாட்டில் விலை 45% குறைதுள்ளது.  பல்வேறு முறை சூரிய சக்தி ஏற்பாடுகளில் இப்போதுள்ள பி.வி. அமைப்பு   [PV Sytem] நேரடியாக கதிர்ச்சக்தியை மின்சக்தியாக மாற்றுவதால் இடைச் சாதனங்கள் குறைவாய்த் தேவைப்படும்.  2000 -2500 சதுரடி வீட்டுக்கு 20 – 40 PV தட்டுகள் போதுமானவை.  அத்துடன் நேரோட்ட மின்சக்தி, எதிரோட்ட மின்சக்திக்கு தேவைக்கு வேண்டிய ஆட்சி / மாற்றிச் சாதனங்கள் [Controllers & Inverters]
விலைகளும் சேர்க்கப் படவேண்டும்.
உதாரணமாக 2013 ஆண்டில்  ஒர் சராசரி அமெரிக்க குடிநபர் ஆண்டுக்கு 11,000 kwh  மின்சார யூனிட் , அமெரிக்க எரிசக்தி ஆணையகக்  [U.S. Energy Information Administration ] அறிவிப்புப் படி பயன்படுத்தி உள்ளார்.  அப்படி 11 kwh மின்சாரம் அனுப்பு ஓர் இல்லத்துக்கு சுமார் 7 kW – 10.5 kW பி.வி. அமைப்பு வேண்டி யுள்ளது.  அதற்கு விலை மதிப்பு சுமார் 26,000 – 39,000 டாலர் என்று கணிக்கப் பட்டுள்ளது.  அந்த அமைப்புகள் கட்ட மத்திய அரசும், மாநில அரசும் [New England Home in the USA] நிதி உதவி செய்து விலை மதிப்பு 12,000 – 16,000 டாலராகக் குறைகிறது.  அதனால் 25 ஆண்டுகட்டு  சுமார் 70,000 டாலர் சேமிப்பு ஒரு இல்லத்தாருக்கு மிஞ்சுகிறது.

World’s Largest Lithium Ion Battery Banks

By Tesla

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

 

மிகப்பெரும் 100 மெகாவாட் மின்கலச் சேமிப்பணி [Battery Bank] தயாரிப்பாகி வருகிறது.

2017 ஜூலை 7 ஆம் தேதி வாணிப முறைபாட்டில் டெஸ்லா தொழிற்துறை அதிபர் இலான் மஸ்க் [Elon Musk’s Tesla] என்பவர், “100 நாட்களுக்குள் 100 மெகாவாட் திறனுள்ள லிதியம் – அயான் மின்கலன் ஒன்றை உற்பத்தி செய்வதாய்ச் சவால் விட்டுத், தென் ஆஸ்திரேலியாவின் கனல்சக்தி பற்றாக் குறையை நிவர்த்தி செய்யப் பணிமேற் கொண்டார்.  2016 இல் பேய்புயல் அடித்து ஆஸ்திரேலியாவில் மின்வடக் கோபுரங்களை வளைத்து, முழு மின்சார இருட்டடிப்பு நேர்ந்த பிறகு, பில்லியனர் இலான் மஸ்க், 2017 மார்ச்சில் மாபெரும்  மின்கலன் ஒன்றைத் தயாரித்து நிறுவுவதாக வாக்குறுதி அறிக்கை விடுத்தார்.  2016 டிசம்பரில் இயங்கிய மாபெரும் மின்கலன் ஒன்றைத் தயாரித்த அமெரிக்க டெஸ்லா தொழிற்துறை அதிபர் இலான் மஸ்க், தற்போது  100 மெகாவாட் ஆற்றல் கொண்டமிகப்பெரும் மின்கலத்தை 100 நாட்களில் தென் ஆஸ்திரேலியாவில் நிறுவிக் காட்டுவதாக உறுதி கூறினார்.  அடுத்து 1000 மெகாவாட் பூத ஆற்றல் கொண்ட மின்சேமிப்பி வாணிபச் சந்தையில் பல்வேறு உற்பத்தியாகி விலை மலிவாய்க் கிடைக்கும் என்று நாம் உறுதியாய்ச் சொல்லலாம்.

A close-up of Musk's face while giving a talk
Elon Musk 
Space X Falcon Heavy Rocket Pioneer
BORN Elon Reeve Musk
June 28, 1971 (age 46)
PretoriaTransvaal (now Gauteng), South Africa
RESIDENCE Bel AirLos AngelesCalifornia, U.S.[1][2]
CITIZENSHIP
  • South Africa (1971–present)
  • Canada (1989–present)
  • United States (2002–present)
ALMA MATER
OCCUPATION Entrepreneurengineerinventor, and investor
KNOWN FOR SpaceXPayPalTesla Inc.HyperloopSolarCityOpenAIThe Boring CompanyNeuralinkZip2
NET WORTH US$20.8 billion (October 9, 2017)[6]
TITLE
SPOUSE(S)
CHILDREN 6
PARENT(S)
RELATIVES
SIGNATURE

Image result for Lithium Ion Research

Image result for Solar Power Fuel Cell

இப்பெரும் லிதியம்-அயான் மின்கலன் சேமிப்பணி [Battery Bank] 30,000 இல்லங்களுக்கு மின்சாரம் அனுப்பும் ஆற்றல் உடையது. அந்த மின்கலன் சேமிப்பணி தென் ஆஸ்திரேலியாவில் உள்ள ஜேம்ஸ் டவுனில் நிறுவப்படும்.  அது அடிலைடு நகருக்கு வடக்கே 230 கி.மீ. [143 மைல்] தூரத்தில் உள்ளது.  மீள்சுழற்சி  கனல்சக்தி விட்டுவிட்டு தரும் சூரியக்கதிர், காற்றாலைச் சாதனங்கள் இயங்கும் போது சேமிக்கக் கூடிய மின்கலன் சேமிப்பணிகள் இவை.  2008 ஆண்டு முதல் பிரான்சின் நியான் [Neoen] தொழிற்துறை தற்போது 300,000 இல்லங்களுக்கு மின்சாரம் அளிக்க முடியும்.  நிலக்கரியைப் பேரளவு பயன்படுத்தி சூழ்வெளியை மாசுபடுத்தும் ஆஸ்திரேலியா, மீள்புதிப்பு கனல்சக்தியைப் பயன்படுத்தி, மின்னியல் சேமிப்பணியில் சேமித்து, மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யும்.  மேலும் இப்போது பேரளவில் பெருகிவரும் மின்சார கார் வாகனங்கள் இயக்கும் மின்கலன் மீள் ஊட்டத்துக்கும் [Recharging Station] பயன்படும்.

Image result for Lithium Ion Technology

Image result for Solar Power Fuel Cell

மின்கலன் சேமிப்பணிகளுக்கு ஏற்ற ஆற்றல் தரும் லிதிய-அயான் தொழிற்துறை இப்போது விருத்தியாகி வருகிறது. மின்சார வாகனங்களை இயக்கவும் லிதியம்-அயான் மின்சேமிப்பி செம்மையாகி வருகிறது.  2016 ஆண்டில் 2 மில்லியன் மின்னுந்து கார்கள் [Electric Cars] உற்பத்தியாகி உள்ளன.  அந்த வேகத்தில் 2020 ஆண்டில் 9 -20 மில்லியன் மின்சார வாகனங்கள் பெருகிடும் என்று கணிக்கப் படுகிறது.  2025 ஆண்டில் அந்த வாகன எண்ணிக்கை பூதகரமாய் 40 -70 மில்லியனாய்  ஏறிவிடும்  என்று ஊகிக்கப் படுகிறது.

Image result for Lithium Ion Technology

Elon Musk’s Tesla Roadster
Tesla Roadster in Falcon Heavy fairing.jpg

The Tesla Roadster mounted on its payload adapter before fairing encapsulation
OPERATOR SpaceX
MANUFACTURER Tesla
INSTRUMENT TYPE Inert mass
FUNCTION Dummy payload
WEBSITE spacex.com
PROPERTIES
MASS Approximately 1,300 kg (2,900 lb)
HOST SPACECRAFT
LAUNCH DATE January 2018
ROCKET Falcon Heavy
LAUNCH SITE Kennedy LC-39A
ORBIT Heliocentric

Image result for Solar Power Fuel Cell

மின்சேமிப்பிகளின் நேர்மின், எதிர்மின் முனைகளுக்குப் [Cathodes & Anodes] பயன்படும் உலோகத் தனிமங்கள் சோடியம் -அயான், ஈயம்-அமிலம், சோடியம்-கந்தகம், நிக்கல்-காட்மியம், அலுமினியம்-அயான், லிதியம்-அயான் [Sodium-Ion, Lead-Acid, Sodium-Sulpher, Ni-Cd, Al-Ion, Li-Ion] போன்றவையாகும்.  எல்லாவற்றிலும் சோடியம்-அயான் பயன்படும் மின்சேமிப்பி மலிவானது; ஆனால் தொல்லை கொடுப்பது.  லிதியம் – அயான் மின்சேமிப்பி விலை மிக்கது. ஆனால் சோடியம்-அயான் மின்சேமிப்பியை விட  20% கனல்சக்தி  திரட்சி [Energy Density] மிக்கது. கனல்சக்தி திரட்சி அல்லது மின்னியல் சேமிக்கும் தகுதி [Energy Density OR Energy Stroge Capacity] மின்சேமிப்பி ஆயுள் நீடிப்புக் காலத்தைக் குறிக்கும். சூரியக்கதிர் சக்தி மின்சாரம் நேரோட்டம் [Direct Current] உள்ளது. நேரோட்ட மின்சாரத்தில் இயங்கும் சாதனங்கள் மிகக் குறைவு.  நேரோட்டத்தைத் திசைமாற்றி மூலம் [Inverter] அனுப்பி மாறோட்டமாக [Alternating Curent] மாற்றினால்தான் தற்போதைய மின்சார சாதனங்களை இயக்க முடியும்.  2015 ஆண்டில் நிலைப்பு மின்சேமிப்பி வாணிப நிதிப்பாடு [Stationary Storage Market] சுமார் 1.0 பில்லியன் டாலர் என்று கணித்துள்ளார். 2023 ஆண்டில் அது 13.5 பில்லியன் டாலராகப் பெருகும் என்று ஊகிக்கப் படுகிறது.

Image result for large size 100 mw battery

Image result for Solar Power Fuel Cell

மின்சார மின்வடப் பின்னலில் மின்சக்தி நிலைய உற்பத்திகளும், மின்சக்தி மின்கல சேமிப்பிகளும் இடையிடையே இணைந்து இருப்பது எதிர்கால இந்தியாவுக்கு தேவையான அமைப்பாகும். நிலக்கரி, நீரழுத்தம், எரிவாயு, ஆயில், அணுசக்தி கனல்சக்தி நிலையங்கள் தொடர்ந்து மாறோட்ட மின்சாரம் [Alternating Current] அனுப்புகின்றன.  சூரியக்கதிர், காற்றாலை, கடலலை மின்சார நிலையங்கள் வேறுபட்டு, விட்டுவிட்டு, சில சமயம் ஓய்ந்துபோய் அனுப்பும் மின்சார நேரோட்டத்தை, மாறோட்ட மின்சாரமுடன் இணைக்க முடியாது.  மீள்சுழற்சி கனல்சக்தியை அனுப்பும் மின்வடத்துடன் அவசியம் மின்கல சேமிப்பிகளும், நேரோட்ட மாற்றிகளும் இடையிடையே சேர்க்கப் பட்டு மாறோட்ட மின்வட இணைப்புகளோடு இயங்க வேண்டும்.

Image result for Solar Power Fuel Cell

Solar+Storage in India: SECI publishes tender for 100 MW Grid connected solar PV projects along with large scale battery energy storage system at Kadapa Solar Park, Andhra Pradesh

Solar+Storage in India: SECI publishes tender for 100 MW Grid connected solar PV projects along with large scale battery energy storage system at Kadapa Solar Park, Andhra Pradesh

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

Image result for Lithium Ion Research

சூரிய சக்தியில் மின்சேமிப்பியோடு இயங்கி  ஒரு நாளில் உலகம் சுற்றிய முதல் வானூர்தி

(ஜூலை 8, 2010)


“மனிதன் இயக்கிய சூரிய சக்தி விமானம் இரவு முழுவதும் பறந்தது இதுவே முதல் முறை.  அந்த நிமித்தமே எங்கள் குறிக்கோள் வெற்றி அடைந்ததை நிரூபித்தது. காலைப் பொழுது புலர்ந்ததும் எதிர்பார்த்தை மீறி, மின்கலன்களில் இன்னும் 3 மணிநேர மின்னாற்றல் சேமிப்பு மிஞ்சி இருந்தது.  ஊர்தி தரையில் வந்திறங்கிய போதே உதய சூரியனிலிருந்து புதிய ஆற்றலைச் சேமிக்க ஆரம்பித்து விட்டது.  அடுத்தோர் இராப் பகல் பயணத்தைத் தொடரும் எங்கள் ஆர்வம் நின்று விடவில்லை. ‘தொடர்ப் பயண நினைப்பிலிருந்தும்’ எங்களை எதுவும் தடுக்க வில்லை.”

பெர்டிராண்டு பிக்கார்டு (Aviator, Solar Impulse Design Lab)

“நான் இன்னும் காற்றில் மிதப்பது போல்தான் உணர்கிறேன்.  பூரிப்படைகிறேன் !  (சூரிய ஊர்திப் பறப்பு) ஓர் முக்கியப் படிக்கட்டு !  இப்போது நாங்கள் அதற்கு மேலும் போகலாம்.  நீண்ட காலப் பயணங்களிலும் முற்படலாம்.”

சுவிஸ் விமானி ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் (Swiss Pilot Andre Borschberg)

“எதிர்பார்த்ததை விடப் பயணத்தில் வெற்றி கிடைத்தது.  நல்ல காலநிலை அமைந்திருப்பதற்கு எங்களுக்கு அதிர்ஷ்டம் தேவைப்பட்டது.  தகுந்த காலநிலை விமானிக்கு அமைந்தது.”

கிளாடி நிக்கலியர் (Flight Director & Former Space Shuttle Astronaut)


வரலாற்று முதன்மை பெற்ற மனிதன் இயக்கும் சூரிய ஊர்தி

2010 ஜூலை 8 ஆம் தேதி முதன்முதல் சுவிஸ் விமானி ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் சூரிய சக்தி இயக்கி நான்கு எஞ்சின்கள் உந்தும் வானவூர்தியை 26 மணிநேரங்கள் பகல் இரவாய் ஓட்டிப் பாதுகாப்பாய் ‘பேயெர்ன்’ விமான தளத்தில் (Payerne Airport, Swiss) இறக்கினார். 1903 இல் அமெரிக்காவில் முதன்முதல் ரைட் சகோதரர் தாம் தயாரித்த ஆகாய ஊர்தியில் பறந்தது போல் இதுவும் மனிதன் இயக்கிய முதல் சூரிய ஊர்தியாக வரலாற்றுப் பெருமை பெறுவது.  எரிசக்தி எதுவும் இல்லாமல் இயற்கையான சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்தி மனிதன் ஓட்டிய முதல் வானவூர்தி.  பேயெர்ன் விமானம் தளம் சுவிஸ் நாட்டின் தலைநகரம் பெர்னிலிருந்து (Bern) 50 கி.மீ. (30 மைல்) தூரத்தில் உள்ளது.  ஊர்தியின் இறக்கைகள் மீது அமைத்திருந்த 12,000 பரிதிச் செல்கள் சூரிய சக்தியைச் சுழலும் நான்கு காற்றாடிகளுக்கு அளித்தன.  ஊர்திக்கு உந்து சக்தி கொடுத்து வானத்தில் ஏற்றி இறக்கியவை அந்த நான்கு காற்றாடி மோட்டார்கள்.  ஒவ்வொன்றும் 10 குதிரைச் சக்தி (10 HP – 6 Kw Each) ஆற்றல் கொண்டது.  சூரிய ஒளி மாலை வேளையில் மங்கியதும்  சூரிய மின்கலன்கள் (Solar Cell Batteries) சேமித்திருந்த மின்னாற்றலை வான ஊர்தி பயன்படுத்திக் கொண்டது.  வானில் ஊர்தி பறக்கும் போது அதன் உச்ச உயரம் 8700 மீடர் (28,500 அடி).  வெகு நீளமான இறக்கைகளின் அகலம் : (63 மீடர்) 207 அடி.

 

சோதனைப் பயிற்சி முடிந்து விமானம் தளத்தில் இறங்கி அதிர்வோடு நிற்கப் போகும் போது, விமானம் பக்கவாட்டில் சாய்ந்து இறக்கைகள் முறியாமல் தாங்கிக் கொள்ள இருபுறமும் உதவி ஆட்கள் ஓடி வந்தனர்.

இதற்கு முன்பு நாசா மற்றும் பிரிட்டன், சைனா போன்ற சில நாடுகள் சூரிய சக்தியில் ஓடும் மனிதரில்லா ஊர்திகளை ஏவிப் பயிற்சி சோதனைகள் புரிந்துள்ளன..  இதுவே சூரிய சக்தியில் மனிதன் இயக்கிய வானவூர்தியின் நீண்ட காலப் பயணம், உச்ச உயரப் பதிவுகளாகும்.  நான்கு காற்றாடி மின்சார மோட்டர்களை சுவிஸ் நாட்டின் முன்னாள் ஜெட்விமானப் படையைச் சேர்ந்த ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் (Former Fighter Jet Pilot, Andre Borschberg) இயக்கிச் செலுத்திய வானவூர்தி இது.  மேலும் ‘பரிதி உந்துசக்தி படைப்பு நிறுவகம்’ (Solar Impulse Deisgn Group) இடைவிட்டுப் பயணம் செய்த பல்வேறு பயிற்சி சோதனைகளைத்தான் இதுவரை நடத்தி வந்துள்ளது !

சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகத்தை உருவாக்கி வான ஊர்திகளை டிசைன் செய்து சோதனை செய்து வருபவர் இருவர் : விமானி ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் & அவரது விமானக் கூட்டாளி பெர்டிராண்டு பிக்கார்டு (Andre Borschberg & Fellow Aviator Bertrand Piccard). “மனிதன் இயக்கிய சூரிய சக்தி விமானம் இரவு முழுவதும் பறந்தது இதுவே முதல் முறை.  அந்த நிமித்தமே எங்கள் குறிக்கோள் வெற்றி அடைந்ததை நிரூபித்தது.  காலைப் பொழுது புலர்ந்ததும் எதிர்பார்த்தை மீறி, மின்கலன்களில் இன்னும் 3 மணிநேர மின்னாற்றல் சேமிப்பு மிஞ்சி இருந்தது.  ஊர்தி தரையில் வந்திறங்கிய போதே உதய சூரியனிலிருந்து புதிய ஆற்றலைச் சேமிக்க ஆரம்பித்து விட்டது.  அடுத்தோர் இராப் பகல் பயணத்தைத் தொடரும் எங்கள் ஆர்வம் நின்று விடவில்லை. ‘தொடர்ப் பயண நினைப்பிலிருந்தும்’ எங்களை எதுவும் தடுக்க வில்லை.” என்று பெர்டிராண்டு பிக்கார்டு (Aviator, Solar Impulse Design Lab) செய்தி நிருபருக்குக் கூறினார் !  அடுத்த குறிக்கோள் 2013 ஆண்டுக்குள் ஆற்றல் மிக்க ஒரு பரிதி சக்தி வானவூர்தியைப் படைத்து உலகத்தை ஒருமுறை சுற்றி வரப் போவதாகக் கூறினார்.

சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகம் தயாரித்த வானவூர்தியின் சாதனைகள்

சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகத்தின் அதிபர் ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் (57 வயது) தானே விமானியாக இயக்கி 26 மணிநேரம் தொடர்ந்து ஓட்டிய வானவூர்தி அது !  திட்ட அதிகாரி பெர்டிராண்டு பிக்கார்டு 1999 இல் வாயு பலூன் ஊர்தியில் வெற்றிகரமாய் உலகம் சுற்றி வந்தவர்.  பிக்கார்டின் தந்தையார், பட்டனார் விமானப் பறப்பில் புதிய வரலாற்றைப் படைத்தவர்.  அந்த முன்னோடி மனித வானவூர்தியின் பெயர் : HB-SIA. பயணம் ஆரம்பித்த விமானத்தளம் :  சுவிஸ் நாட்டின் தலைநகர் பெர்னிலிருந்து (Bern) 50 கி.மீ (30 மைல்) தூரத்தில் உள்ளது பயேர்ன் விமானத்தளம் (Payerne Airport).  புறப்பட்ட தேதி : 2010 ஜூலை 7 காலை மணி : 06:51.  கீழிறங்கிய தேதி : 2010 ஜூலை 8 காலை மணி : 09:00.  ஏறிய உச்ச உயரம் : 8700 மீடர் (28540 அடி).  பயணக் காலம் : 26 மணி 9 நிமிடம்.  பயேர்ன் விமானத் தளத்திலிருந்து மேலேறுவதற்கு முன்பு வானவூர்தி 14 மணிநேரம் சூரிய ஒளியில் மின்னாற்றலை முதலில் சேமித்தது.  இது நான்கு காற்றாடி மோட்டர்களை இயக்கவும் இரவில் விமானம் பயணம் செய்யவும் தேவைப் பட்டது.  63 மீடர் (207 அடி) நீளமுள்ள விமானத்தின் இறக்கைகள் (Similar to A340 Airbus Wings Length) 12,000 சூரிய செல்களைத் தாங்கி இருந்தன.  ஒவ்வொன்றும் 10 HP ஆற்றலுள்ள நான்கு மோட்டார்கள் காற்றாடிகளைச் சுற்றி ஊர்திக்கு உந்துசக்தி அளித்தன.

இரவு விமானத்தைக் கவ்விய போது உச்ச மட்டக் காற்றடிப்பு ஊர்தியை ஆட வைத்து சேமிக்கப்பட்ட மின்னாற்றலை வீணாக்கி விடும் என்றோர் அச்சம் குடிகொண்டது !  ஆனால் அதிட்ட வசமாக அப்படி ஒன்றும் நிகழவில்லை.  சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகத்தாரை முழு மூச்சாக ஊக்கிவித்த குறிக்கோள் :  1. பசுமைச் சக்தி மாசற்ற தூய சக்தி.  2. விலைமிக்க ஆயில் எரிசக்தியை விலக்குவது, சேமிப்பது.  3. பரிதியின் இயற்கைச் சக்தியை விமானத் துறை போக்குவரத்துக்குப் பயன்படுத்த முடியும் என்பதை நிரூபித்துக் காட்டுவது !  2013–2014 ஆண்டுக்குள் அடுத்த சவால் சாதனையான அட்லாண்டிக் கடல் கடப்புப் பயணம், உலகச் சுற்றுப் பயணம் ஆகியவற்றில் முற்படுவர் என்று அறியப் படுகிறது.  இந்த சூரிய ஊர்தித் திட்டத்துக்கு நிதி ஒதுக்கு (75 மில்லியன் ஈரோ) 95 மில்லியன் டாலராகும் !  ஊர்தியின் எடை ஒரு ஸ்கூட்டர் அல்லது சிறு காரின் எடை அளவில் (1600 கி.கிராம்) அமைக்கப் பட்டது.

2007 இல் சுவிஸ் சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகப் பொறிநுணுக்கரால் டிசைன் செய்யப்பட்டு பல்வேறு மின்னியல், பொறியியல், விண்வெளி விமானத்துறை நிபுணரால் உருவானது.  12,000 மெலிந்த சூரிய செல்கள் 200 சதுர மீடர் பரப்பளவைக் கொண்டவை.  அவை அனுப்பிய மின்னாற்றலைச் சேமித்த மின்கலன்கள் 400 கி.கிராம் எடையுள்ள லிதியம் – பாலிமர் (Lithium Polymer Batteries) இரசாயனம் கொண்டவை.  ஒவ்வொரு மின்சார மோட்டாரில் (Electric Motor) 10 குதிரைச் சக்தி (6 Kw) ஆற்றல் உண்டானது.  நான்கு மோட்டாரில் சுற்றும் காற்றாடியின் நீளம் : 3.5 மீடர் (12 அடி).  அவை மெதுவாகச் சுற்றின.  ஊர்தியின் நீளம் 72 அடி.  இறக்கையின் அகலம் 208 அடி. உயரம் 21 அடி. இறக்கையின் பரப்பு 2200 சதுர அடி.  மொத்த எடை 1.6 டன்.   தரையிலிருந்து ஏறும் வேகம் 22 mph.  பறக்கும் வேகம் 43 mph.  உச்ச வேகம் 75 mph.   பயண உயரம் 27900 அடி (எவரெஸ்ட் உயரம்). உச்ச உயரம் 39000 அடி.

சுவிஸ் விமானத் தளத்திலிருந்து விமானக் கட்டுப்பாடு அரங்கத்திலிருந்து இராப் பகலாக விமானிக்கு உதவி செய்து வந்தனர்.  அவரது பணி ஊர்தி நேராக, மட்டமாகச் சீராக மணிக்கு 100 கி.மீ. (மணிக்கு 60 மைல்) வேகத்தை மிஞ்சாமல் பறக்கக் கண்காணித்து வருவது.  உறக்கமின்றி ஓட்டும் விமானியை விழிப்புடனும், கவனிப்புடனும் இருக்கக் கட்டுப்பாட்டு அரங்கிலிருந்து பேசிக் கொண்டிருப்பது.  ஊர்தி பறக்கும் போது 8000 மீடர் (27000 அடி) உயரத்தில் -28 டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ணத்தில் சென்றாலும் பரிதிச் செல்கள் பாதிக்கப் பட வில்லை.

சூரிய சக்தி வானவூர்தின் முற்கால /எதிர்காலப் பயிற்சிச் சோதனைகள் :

1.  2007 மே 22 :  பெர்டிராண்டு பிக்கார்டு நான்கு ஆண்டுகள் திட்டமிட்டு “சூரிய உந்துசக்தி” நிறுவகத்தைத் துவங்கி வைக்கிறார்.  அந்தத் திட்டப்படி சூரிய ஊர்தி உலகத்தை ஒருமுறை சுற்றி வருவதற்கு முன்பு அட்லாண்டிக் கடல் அகற்சியை ஒரே பயணத்தில் கடப்பது.

2. 2009 ஜூன் 26 :  சுவிஸ் வட புறத்தே உள்ள டூபென்டார்பு (Duebendorf) இராணுவ விமானத் தளத்தில் சூரிய சக்தி முன்னோடி ஊர்தி (Prototype Plane) கொண்டாட்ட விழா.

3. 2010 ஏப்ரல் 7 :  சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகம் 1.5 மணி நேரப் பயணச் சோதனை செய்தல்.

4. 2010 ஜூலை 7 :  சூரிய ஊர்தி பயேர்ன் விமானத்தளத்தில் காலைப் பொழுதில் விமானி ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் இயக்கி மேலேறி எங்கும் நிற்காது 26 மணிநேர ஒற்றை இராப் பகல் பயணத்தை ஆரம்பித்து வைத்தது.

5. 2010 ஜூலை 8 :  சூரிய ஊர்தி 26 மணி நேரப் பயணத்தை முடித்துப் பாதுகாப்பாக பயேர்ன் விமானத் தளத்தில் வந்திறங்குகிறது.  ஏறிய உச்ச உயரம் : கடல் மட்டத்துக்கு மேல் 8564 மீடர் (28540 அடி).

6. 2011 ஆண்டில் :  இதே மாடல் சூரிய ஊர்தி (HB-SIB) நீண்ட தூர, நீண்ட காலப் பயிற்சியில் பல இராப் பகலாய் ஈடுபடுவது.

7. 2012 ஆண்டு வரை :  ஊர்தி மாடல் HB-SIB விடப் பெரிய பரிதி ஊர்தியைப் படைத்து
விமானிக்கு நகரத் தேவையான இடமளித்து நீண்ட காலப் பயணத்துக்குப் புதுமை நுணுக்கங்களைப் புகுத்தி பளு குறைந்த, மெல்லிய சூரிய செல்களால் இயங்கும் திறன் மிக்க பறக்கும் சாதனமாய் அமைப்பது.

8.  2013 -2014 :  விருத்தியான பெரிய மாடலில் (Large & Improved HB-SIB) அட்லாண்டிக் கடலைக் கடப்பது,  உலகத்தைச் சுற்றி வருவது.


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

தகவல்:

Picture Credits : Swiss Solar Impulse Design & Other Web Sites

1.  BBC News : Solar-powered Plane Lands Safely After 26 Hour Flight (July 8, 2010)

2.  Swiss Solar Plane Makes History with Round-the-clock (Manned) Flight (July 8, 2010)

3.  Aerospace – Solar Impulse Plane Packed with Technology (July 8, 2010)

4.  BBC News – Science & Environment – Zephyr Solar Plane Set for Record Endurance Flight By: Jonathan Amos (July 14, 2010)

5.  Wikipedia – Electric Aircraft – electric aircraft is an aircraft that runs on electric motors rather than internal combustion engines with electricity  coming from fuel cells, solar cells, ultracapacitors, power beaming and/or batteries.

6. http://www.bbc.com/news/world-australia-40527784  [July 7, 2017]

7. http://www.onenewspage.com/video/20170707/8359018/Tesla-to-Build-World-Biggest-Battery-in.htm

8.  http://solarpv.tv/index.php/2016/08/10/solarstorage-in-india-seci-publishes-tender-for-100-mw-grid-connected-solar-pv-projects-along-with-large-scale-battery-energy-storage-system-at-kadapa-solar-park-andhra-pradesh/ [August 10, 2016]

9.  http://www.cnbc.com/2017/07/07/tesla-largest-battery-system-in-the-world-elon-musk-says.html [July 7, 2017]

  1. https://www.hgtv.com/remodel/mechanical-systems/the-true-cost-of-solar-power
  2. https://www.hgtv.com/remodel/mechanical-systems/exploring-solar-energy-options
  3. https://www.hgtv.com/remodel/mechanical-systems/before-going-solar
  4. https://www.hgtv.com/remodel/mechanical-systems/the-evolution-of-solar-power
  5. https://www.hgtv.com/remodel/mechanical-systems/solar-power-101
  6. https://www.hgtv.com/remodel/mechanical-systems/real-experiences-with-solar-power
  7. https://www.hgtv.com/remodel/mechanical-systems/getting-started-with-diy-solar-power
  8. http://homeguides.sfgate.com/positive-negative-effects-solar-energy-79619.html
  9. https://gcep.stanford.edu/pdfs/assessments/solar_assessment.pdf
  10. https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power  [April 30, 2018]
  11. https://www.hgtv.com/remodel/mechanical-systems/the-true-cost-of-solar-power  [May 1, 2018]
  12. https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_cell  [May 4, 2018]

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) [May 5, 2018] [R-2]

பிரபஞ்சத்தில் பெரு வெடிப்புக்கு முன்பு என்ன நேர்ந்தது என்பது பற்றிப் புதிய யூகிப்பு

Featured

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

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

ஒவ்வொரு பிரபஞ்சத் தோற்ற கோட்பாடும் ஒருவேளை மெய்யாக இருக்கலாம் என்று விஞ்ஞானத் தேடலில் யூகித்து எழுதுவதைத் தவிர நமக்கு எதுவும் உறுதியாகத் தெரியவில்லை என்பதே என் நிலைப்பாடு.

கிரிஸ்டியான் ஹியூஜென்ஸ்

ஒற்றைத்திரட்டு / ஒற்றைத்திணிவு  [Singularity] என்பதிலிருந்து வேதாளங்கள் [Dragons] பறந்து வந்திருக்கலாம் என்று எல்லா பௌதிக விஞ்ஞானிகளுக்கும் தெரியும். மேல்நிலைப் பரிமாண விண்மீன் சிதைவில் [Collapsing Higher-Dimensional Star] எழும் பெரு வெடிப்புக் கோட்பாடு  ஒரு புனைவு [Mirage] யூகிப்பே.  உள் விரிவுக் கோட்பாடு [Inflation Theory] சரியே என்று பிளாங்க் முடிவு செய்தாலும், உள் விரிவு எப்படி நேர்ந்திருக்கும் என்னும் வினா எழுகிறது.

நியாயேஷ் ஆஃப்ஷோர்டி [Niayesh Afshordi, Astrophysicist, Premeter Institute for Theoretical Physics, Waterloo, Ontario, Canada]

See the source image

பெருவெடிப்புத் தோற்றம்

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

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 விடுவதில்லை!

ஸெனேகா (முதல் நூற்றாண்டு ஞானி)

பெருவெடிப்புக்கு முன்பு பிரபஞ்ச வெளியில் நேர்ந்தது என்ன?

பிரபஞ்ச துவக்கத்தின் ஆரம்ப காலத்தில் என்ன இருந்தது என்று இன்னும் விஞ்ஞானிகள் உறுதியாகக் கூற முடியவில்லை.  ரஷ்ய விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமா யூகித்த பெருவெடிப்பு நியதியைப் பலர் ஏற்றுக் கொண்டிருந்தாலும், துவக்க நிலையில் என்ன இருந்தது, பெருவெடிப்பு எப்படி நிகழ்ந்தது என்பதில் உலக விஞ்ஞானிகள் பல்வேறு கருத்துக்களைக் கொண்டிருந்தார்.   அவை எதுவுமே காரண-விளைவு கோட்பாடுக்கு ஏற்றதாக விளக்கப்பட வில்லை.  பிரபஞ்ச வெளியில் எல்லாம் தோன்றும் முன்பு என்ன இருந்தது ?  2018 மார்ச்சு மாதம் 4 ஆம் தேதி, இந்த மூலாதாரக் கேள்வியை விஞ்ஞானி நீல் திகிராஸ்ஸி டைசன் [Neil deGrasse Tyson] விஞ்ஞான மேதை டாக்டர் ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங்கைக் கேட்ட பொழுது, ஒரு புதிய விளக்கத்தைக் கூறினார்.

Hawking and Tyson

அந்தக் கேள்விக்குப் பதில் ஹாக்கிங் கூறும் போது, தான் நம்பும்  பிரபஞ்ச விளிம்பற்ற புதிய கருத்துரைக் [No Boundary Proposal] கோட்பாடை எடுத்துரைத்தார்.  பிரபஞ்சத்தின் விளிம்பு நிபந்தனை  [The Boundary Condition of the Universe]  என்பது,  நமது  பிரபஞ்சம் விளிம்பு வரையறை இல்லாதது [Universe has No Boundary] என்று யூகிப்பதாகும்.  இந்தக் கோட்பாடைப்  புரிந்து கொள்ள, பிரபஞ்ச தொலையியக்கி [Remote Control] எடுத்து “மீள்சுற்று” [Rewind]  விசையைத் தட்டினால், காலம் பின்னோக்கிச் சென்று, பிரபஞ்சம் சுருங்கிக் கொண்டுவரும்.  13.8 பில்லியன் ஆண்டுகள் பின்சென்று, பிரபஞ்சம் ஓர் புள்ளி அணுவாகச் சுருங்கும்.

See the source image

அந்தக் அணுக்கடுகுதான் ஒற்றைத்திரட்சி [Singularity]   அல்லது ஒற்றைத்திணிவு நிலை எனப்படுவது.  பூதநிறை உள்ள மிகச் சிறு திரட்சியே  ஏராளமான வெப்பமும், சக்தியும் கொண்டது. அந்த ஒற்றைத் திணிவு நிலையில் நாமறிந்த பௌதிக நியதிகள், காலம் [The Laws of Physics and Time] இயங்கா !  சொல்லப் போனால் காலம் இல்லாது போய்விடுகிறது.  அதாவது பிரபஞ்சம் என்னும் காலவெளி, காலமின்றி, வெறும் வெளிமட்டும் மிஞ்சும்.  பிரபஞ்சம் சுருங்கச் சுருங்க, காலமும் சுருங்கித் தடமின்றி மறைந்து விடுகிறது.  அதாவது பெருவெடிப்புக்கு முன்பு நிகழ்ந்தவற்றை விளக்க முடியாது.  ஏனெனில் அப்போது என்ன நேர்ந்தது என்று அளக்க வழியேதுமில்லை.  பெருவெடிப்புக்கு முன்பு துவக்கத்தில் நிகழ்ந்தவற்றை யூகிக்க முடியாது.  காலமே பெருவெடிப்பில்தான் ஆரம்பமாகிறது.  பிரபஞ்சம் சுருங்கிய துவக்க நிலையில் காலம் தடமின்றிப் போகிறது.

இந்த விளிம்பற்ற பிரபஞ்சக் கோட்பாடு ஹார்டில்–ஹாக்கிங் நிலை [Hartle – Hawking state]  என்று குறிப்பிடப் படுகிறது.

இந்திய விஞ்ஞானி ஏற்றுக் கொள்ளாத பெருவெடிப்பு நியதி

இந்திய விஞ்ஞானி டாக்டர் ஜெயந்த் நர்லிகர் அகிலவியல் துறையில் ஆய்வுகள் புரியும் ஓர் ஆராய்ச்சி விஞ்ஞானி [Cosmology Researcher].  அகிலவியல் ஆய்வு பிரபஞ்சத்தின் பிரம்மாண்டமான அமைப்பைப் பற்றியது.  பிரபஞ்சம் எத்துணை அளவு பெருத்த உடம்பை உடையது ?  அது எத்தகைய உபரிப் பண்டங்களால் ஆக்கப்பட்டது?  ஒரு பெரும் பிரளயத்தில் இந்தப் பிரபஞ்சம் உண்டானதா ?  அந்த முதல் நிகழ்ச்சிக்குப் பிறகு நேர்ந்த தொடர் விளைவுகள் யாவை ?  அண்ட வெளியில் உயிர்ஜீவிகள் எவ்விதம், எங்கே தோன்றின ?  பிரபஞ்சத்தின் இறுதி முடிவுதான் என்ன ?  அகிலாண்டத்தின் மர்மமான, புதிரான, நூதனமான, விந்தையான இந்த வினாக்களுக்குப் பதில் தேடிய முற்கால விஞ்ஞானிகள், தேடிக் கொண்டிருக்கும் நூற்றுக் கணக்கான தற்கால விஞ்ஞானிகளின் வரிசையில் வருபவர், ஜெயந்த் நர்லிகர்!

பிரிட்டிஷ் மேதை ஃபிரெட் ஹாயிலுடன் நர்லிகர் செய்த ஆராய்ச்சிகள்

பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தை விளக்கிய பிரிட்டனின் உன்னத விஞ்ஞானி டாக்டர் ஃபிரெட் ஹாயில்தான் [Dr. Fred Hoyle (1915-2001)] “பொதுநிலை அமைப்புப் பிரபஞ்ச பெரு வெடிப்பு நியதி” [Standard Theory of the Origin of Universe (The Big Bang Theory)] என்னும் பதங்களை முதலில் பறைசாற்றியவர்! ஆனால் அந்த நியதியை ஏற்றுக் கொள்ளாது ஹாயில் புறக்கணித்தார்!  அதற்கு மாறாக ஃபிரெட் ஹாயில் தனது “நிரந்தர நிலை அமைப்புப் பிரபஞ்சத்தை” [Steady State Theory of the Universe] பிரகடனம் செய்தார்!  ஆனால் தற்போது ஹாயிலின் கோட்பாடை நம்புவோர் எண்ணிக்கை சிறிது சிறிதாய்க் குறிந்து கொண்டே வருகிறது ! பெரு வெடிப்பு நியதியே பலராலும் ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டிருக்கிறது.

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பை விளக்கிய ரஷிய 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.

பிரபஞ்சத்தின் முழுத் தோற்றத்தைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டு மானால் 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 ஓர் பேரளவு வெடிப்பு நிகழ்ச்சியில் [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 நிரூபித்தும் காட்டினார்!

பெருவெடிப்பு வளர்ச்சி

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 நெபுளாக்க ளின் பிறப்பு [Origin of Nebulae], ராட்சதச் 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 உறுதிப்படுத்தினர்!

எட்வின் ஹப்பிள் விண்ணோக்கி

விண்வெளியை வில்லாய் வளைக்க முடியுமா ? பிரபஞ்சத்தின் முடிவுக்கும் ஒழுங்கீனக் கோட்பாடு எனப்படும் ‘என்ட்ராப்பி நியதிக்கும் ‘ [Theory of Entropy] என்ன தொடர்பு ? அண்ட வெளியில் ஊடுறுவிச் செல்லும் ராக்கெட் ஏன் சுருங்குகிறது ? விண்மீன்கள் வெடிப்பதற்கு ஆதி அடிப்படையும், அவற்றுக்குக் காரணங்கள் என்னவென்று நாம் அறிந்து கொண்டதின் விளைவென்ன ? சந்ததியின் மூலவிகள் [Genes] புரியும் விந்தைப் புதிர்களைப் பற்றி நவீன விஞ்ஞானம் கண்டு பிடித்தவை என்ன ? உலகத்தைப் பற்றி நாம் அறிந்ததை, ‘இலக்கங்களின் விதிப் பிரச்சனைகள் ‘ [Problems in Laws of Numbers] எவ்விதத்தில் பாதிக்கின்றன ? இத்தனை வினாக்களையும் தான் எழுதிய ‘ஒன்று, இரண்டு, மூன்று.. முடிவின்மை ‘ [One, Two, Three…Infinity] என்னும் 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 முதற் சில இம்மி வினாடிகளில் [microseconds] அதி விரைவாக விரிந்து விட்டது! ஒரே ஓர் உச்சவிசை [Force] மட்டும் முதலில் இருந்து, பிரபஞ்சம் விரிந்து போய்க் குளிர்ந்ததும் அந்த ஒற்றை விசையே, பின்னால் நாமறிந்த ஈர்ப்பியல் விசை [Gravitational Fprce], 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 கொள்ள ‘இழை நியதி ‘ முயல்கிறது! ஆனால் பெளதிக விஞ்ஞானிகள் இப்போது இந்த நான்கு வித விசைகளையும் 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!

உப்பி விரியும் பிரபஞ்சம்

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 ஆரம்பித்திருக்கலாம்! ஆகவே பெரு வெடிப்புக்கு முன்பு என்ன இருந்திருக்கும் என்று எழும் கேள்விகளுக்கு 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!

பிரபஞ்சப் பின்புலக் காட்சி

பெரு வெடிப்பு ஏற்பட்டு ஒரு மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பிரபஞ்சத்தின் உஷ்ணம் 3000 டிகிரி C அளவுக்குக் குறைந்தது! அப்போது புரோட்டான்களும் எலக்டிரான்களும் சேர்ந்து ¨†டிரஜன் 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].

நான்கு வித அகில உந்து விசைகள்

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.

ஹப்பிள் தொலைநோக்கு ஆழ்நீட்சி

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 அழைக்கப்படுபவை.

ஒவ்வொரு 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 18600 miles/sec]. காலக்ஸித் தீவுகள் நீள்வட்ட உருவத்திலோ அல்லது சுருள் வடிவத்திலோதான் [Elliptical or Spiral Shape] தோன்றும்! ஒருவித ஒழுங்கு வடிவமும் இல்லாத காலக்ஸிகள், பிரபஞ்சத்தில் மிக மிகக் குறைவு.

பல்வேறு ஒளிமந்தைத் தோற்றம்

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 சமன்பாடுகளின் 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

Click to view large image

Big Bang Events

 

(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. https://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang  [May 9, 2016]

11.  https://www.space.com/37114-neil-tyson-receives-hawking-medal.html [June 7, 2017]

12. https://www.nextbigfuture.com/2018/03/hawking-talks-about-no-clear-big-bang-and-no-boundary-to-space-time.html  [March 2, 2018]

13.  https://www.popsci.com/stephen-hawking-neil-degrasse-tyson-big-bang [March 2, 2018]

14.  stephen hawking says he knows what happened before the big bang

15. https://www.mirror.co.uk/science/professor-stephen-hawking-says-knows-12128613  [March 6, 2018]

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) March 10, 2018  [R-2]

அணுக்கருத் தொடரியக்கம் தூண்டி அணுசக்தி வெளியேற்றிய விஞ்ஞானி என்ரிக்கோ ஃபெர்மி

Featured

என்ரிக்கோ ஃபெர்மி

(1901-1954)

ஜெயபாரதன்B.E. (Hons), P.Eng., (Nuclear) கனடா.

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

அணுவைப் பிளந்த விஞ்ஞானிகள்

1934 ஆம் ஆண்டு ஜனவரியில் நோபல் பரிசு பெற்ற இத்தாலிய விஞ்ஞான  மேதை, என்ரிகோ ஃபெர்மி [Enrico Fermi] முதன் முதல் யுரேனியத்தை நியூட்ரான்  கணைகளால் உடைத்து, அதை இரு கூறாக்கினார். ஆனால் சரித்திரப் புகழ் பெற்ற,  அந்த முதல் அணுப்பிளவு அவருக்குத் தெரியாமலே போனது! காரணம் அணுக்கரு  இயக்கத்தின் விளைவுகள் யாவும் புதிராக இருந்தன. புதுக் கதிர் உலோகத்துடன்  சிறிய துணுக்குகளும் தோன்றின! தான் ஒரு புது மூலகத்தை உண்டாக்கி  விட்டதாகப் ஃபெர்மி தவறாக நம்பினார். சோதனையில் யுரேனியம் கதிரியக்கப்  பட்டு, எதிர்பாராத புதிய ரசாயனக் குணாதிசயங்களை ஏற்று, ஒரு புதிய மூலகமாக  உருமாற்றம் [Transmutation] கொண்டது!  அடுத்த நான்கு ஆண்டுகள் பல தடவை  பாரிஸ், பெர்லின், இத்தாலியில் யுரேனியம் நியூட்ரன் கணைகளால் பிளக்கப்  பட்டாலும், என்ன விந்தை விளைந்துள்ளது, என்று விஞ்ஞானிகளுக்கு அப்போது  புரியவில்லை.

ஜெர்மன் வெளியீடு ‘பயன்பாட்டு இரசாயனம்’ [Applied Chemistry] இதழில் ஐடா &  வால்டர் நோடாக் [Ida & Walter Noddack] விஞ்ஞானத் தம்பதிகள், ஃபெர்மியின்  பிழையான கருத்தை எடுத்துக் கூறி, ‘கன உலோகம் யுரேனியம், நியூட்ரான்  தாக்கும் போது, பிளவு பட்டுப் பல துணுக்குகளாய்ப் பிரிகிறது’ என்று எழுதி  யிருந்தார்கள்.  மெய்யான இந்த விளக்கத்தை, ஃபெர்மி உள்படப் பலர் அன்று  ஒப்புக் கொள்ள வில்லை!  சாதாரண ஆய்வகச் சாதனம் அணுவைப் பிளக்க  முடியாது. விஞ்ஞான விதிகளின்படி, மாபெரும் சக்தியைக் கொண்டுதான்  அணுவை உடைக்க முடியும், என்பது ஃபெர்மியின் அசைக்க முடியாத கருத்து.   பெரும்பான்மையான பெளதிகவாதிகள் [Physicists] யுரேனியம் நியூட்ரானை  விழுங்கி, எதிர்பார்த்தபடி ஒரு புது மூலகத்தை உண்டாக்கி யுள்ளது என்றே  நம்பினார்கள். அப்போது ஐன்ஸ்டைன் உள்படப் பல விஞ்ஞானிகள் அணுவைப்  பிளப்பது அத்துணை எளிதன்று என்ற ஆழ்ந்த கருத்தைக் கொண்டிருந்தனர்.

அணுக்கருப் பிளவை முதலில் விளக்கிய லிஸ் மெயிட்னர்

நியூட்ரான்களை ஏவி அணுக்கரு உடைப்பு [Nuclear Bombardments] ஆராய்ச்சியில்  பங்கேற்ற விஞ்ஞானப் பெண் மேதைகள், இருவர் குறிப்பிடத் தக்கவர். முதலாவது  இயற்கைக் கதிரியக்கம் பற்றி விளக்கி நோபல் பரிசு பெற்ற மேரி கியூரியின் மூத்த  புதல்வி, தாயைப் பின்பற்றிச் செயற்கைக் கதிரியக்கம் கண்டு பிடித்து நோபல் பரிசு  பெற்ற ஐரீன் கியூரி. அடுத்து ஜெர்மன் விஞ்ஞானி ஆட்டோ ஹான் [Otto Hahn]  அவருடன் 30 ஆண்டு காலம் ஆய்வு உதவியாளியாகப் பணியாற்றிய, லிஸ்  மெயிட்னர் [Lise Meitner]. ஹானும், மெயிட்னரும் பலமுறை யுரேனியத் தேய்வு  அணுக்கரு இயக்கங்கள் நிகழ்த்தி ஆராய்ச்சி செய்து, ‘புரொட்டோ ஆக்டானியம் ‘  [Protoactinium] என்னும் புது மூலகம் கண்டு பித்தவர்கள். மெயிட்னர் யூதரானதால்,  ஹிட்லருக்குப் பயந்து 1938 இல் சுவீடனுக்கு ஓடி, ஸ்டாக்ஹோம் நோபல்  ஆய்வகத்தில் [Nobel Institute, Stockholm] சேர்ந்து தன் ஆராய்ச்சிகளைத்  தொடர்ந்தார்.

ஐரீன் கியூரி செயற்கைக் ‘கதிர் ஊட்டம்’ [Irradiation] சம்பந்தமாகப் பேசிய சமயம்,  நியூட்ரானைக் கொண்டு யுரேனிய அணுவைத் துண்டிக்க முடியும் என்று  கூறியதைப் பின்பற்றி, யுரேனிய நியூட்ரான் இயக்கத்தை உண்டாக்கி, முதன்  முதலில் அணுவை உடைத்ததாக ஜெர்மனியில் ஆட்டோ ஹான், அவரது தோழர்,  ஃபிரிட்ஷ் ஸ்டிராஸ்மன் [Fritz Strassman] இருவரும் 1938 இல் பறை  சாற்றினார்கள். இவ்வரிய புதுக் கண்டு பிடிப்பைக் கடிதம் மூலம் ஆட்டோ ஹான்,  சுவீடனில் இருந்த தனது பழைய துணையாளி, லிஸ் மெயிட்னருக்குத்  தெரிவித்தார். தகவலைப் படித்த மெயிட்னர் அவரது உறவினர், ஆட்டோ ராபர்ட்  ஃபிரிஷ் [Otto Robert Frisch] இருவரும் புதிய அணுக்கரு இயக்கத்தைப் பற்றி  விவாதித்து, ‘இயற்கை’ [Nature] ஃபிரிஷ் வெளியீட்டுக்கு உடனே இதைப் பற்றி  விபரமாக எழுதி, அதில் ‘அணுக்கருப் பிளவு இயக்கம்’ [Nuclear Fission]  நிகழ்ந்துள்ளது என்ற பதத்தைப் பயன்படுத்தி யிருந்தார்கள். அணுவைப் பிளந்தவர்  பலராயினும் மெயிட்னர், ஃபிரிஷ் இருவர்தான் முதலில் அணுக்கருப் பிளவைப்  புரிந்து உலகத்திற்கு விளக்கிய, ஐரோப்பிய விஞ்ஞானிகள். இதே ஆட்டோ ராபர்ட்  ஃபிரிஷ் பிறகு அமெரிக்காவுக்குச் சென்று, நியூ மெக்ஸிகோ லாஸ் அலமாஸில்  அணுகுண்டு விஞ்ஞானிகளோடு சேர்ந்து அணுகுண்டுக்குத் தேவையான யுரேனியம்,  புளுடோனியம் உலோக அளவைக் கணித்து, முதல் அணுகுண்டு செய்ய  உதவியவர்.

அணு ஆயுதப் பெருக்கத்தை ஆரம்பித்த அமெரிக்க விஞ்ஞானி!

அணு ஆயுதப் படைப்புக்கு ஐம்பது ஆண்டுகளாக நேரிடை யாகவோ அன்றி  மறைமுக மாகவோ வழி வகுத்தவர்கள், முக்கியமாக ஐந்து விஞ்ஞான மேதைகள்!  முதலில் கதிரியக்கம் [Radioactivity] கண்டு பிடித்த மேரி கியூரி! அடுத்து செயற்கைக்  கதிரியக்கம் [Artificial Radioactivity] உண்டாக்கிய அவரது புதல்வி ஐரீன் கியூரி!  அதன்பின் அணுவைப் பிளந்து, முதல் தொடரியக்கம் [Nuclear Chain Reaction]  புரிந்த என்ரிகோ ஃபெரிமி! இரண்டாம் உலகப் போரின் போது, ஹிட்லர் தயாரிக்கும்  முன்னே, அமெரிக்க ஜனாதிபதியை அணு ஆயுதம் ஆக்கத் தூண்டிய ஆல்பர்ட்  ஐன்ஸ்டைன்! முடிவில் போர் முடியும் தறுவாயில் பன்னாட்டு விஞ்ஞானிகளைப்  பணி செய்ய வைத்து வெற்றிகரமாய் அணுகுண்டை உருவாக்கிச் சோதனை செய்த  ராபர்ட் ஓப்பன்ஹைமர்!

ஜப்பான் ஹிரோஷிமா நாகசாகியில் அணுகுண்டுகள் விழுந்து கோர விளைவுகள்  நிகழ்ந்த பின் உலகின் வல்லரசுகளும், மெல்லரசுகளும் உடனே அணு  ஆயுதங்களை ரகசியமாய் உற்பத்தி செய்ய முற்பட்டன! 1945 இல் அமெரிக்கா  ஆக்கியதை, ஒற்று மூலம் பிரதி அடித்து, 1949 இல் ரஷ்யா தனது முதல்  அணுகுண்டைச் சோதித்தது! அதன் பிறகு 1952 இல் பிரிட்டன், 1960 இல்  பிரான்ஸ், 1964 இல் சைனா, 1974 இல் இந்தியா, 1998 இல் பாகிஸ்தான் போன்ற  நாடுகள் அணு ஆயுதப் பந்தயத்தில் பின் தொடர்ந்தன! உலக நாடுகளில் 115  தேசங்கள் முன்வந்து அணு ஆயுதப் பெருக்கத் தடுப்பு [Non Proliferation Treaty,  NPT] உடன்படிக்கையை மதித்துக் கையெழுத்துப் போட்டுள்ளன! ஆனால்  அர்ஜென்டைனா, பிரேஸில், சைனா, பிரான்ஸ், இந்தியா, இஸ்ரேல், பாகிஸ்தான்,  தென்னாப்பிரிக்கா, ஸ்பெயின் ஆகிய பல நாடுகள் அணு ஆயுதப் பெருக்கத்  தடுப்பில் கையெழுத்திட ஒருங்கே மறுத்து விட்டன!

அணுவின் அமைப்பு. பிண்ட சக்தி அழிவின்மை.

2500 ஆண்டுகளுக்கு முன்பே, கிரேக்க ஞானிகள் அணுவை பற்றிச் சிந்தித்து  விளக்கியதைத்தான் பிற்கால விஞ்ஞானிகள் அடிப்படையாக எடுத்துக் கொண்டிருக்கிறார்கள். கிரேக்க மொழியில் ‘Atomos’ என்றால் பிரிக்க இயலாதது என்று அர்த்தம்.  அதிலிருந்து Atom என்ற பதம் வந்தது. கி.மு.460-370 ஆண்டுகளில் கிரேக்க  வேதாந்த ஞானி டெமாகிரிடஸ் [Democritus] எழுதி வைத்த அணுவியல் நியதி,  [Atomic Theory] “தூய பிண்டம் [Matter] அனைத்தும் நுண்ணிய, கண்ணுக்குத்  தெரியாத, கடினமான, திணிக்க முடியாத, அழிக்க முடியாத மூலச்சிறு தூள்களைக்  [Particle] கொண்டவை. அவைதான் அணுக்கள். அணுவுக்கும் சிறிய தூள் எதுவும்  அகிலத்தில் இல்லை. அணுக்களே பிண்டத்தின் மூலத் துகள். அணுக்கள்  எண்ணற்றவை. பல வடிவம் உடையவை. எல்லையற்ற அண்ட வெளியில்  அணுக்கள் ஓயாமல் எப்போதும் அசைந்து கொண்டே இருப்பவை. அணுக்களின்  அளவு, வடிவம், நிறை வேறு பட்டாலும், அவை யாவும் ஒரே மூலப் பொருளால்  ஆனவை. அணுக்களின் தனிச் சிறப்புப் பிறழ்ச்சிகள் தான் பொருட்களில்  மாறுபாடுகளை உண்டாக்குகின்றன. இயற்கை நிகழ்ச்சியால், அணுக்களின்  முடிவற்ற இயக்கத்தில், அகிலம் உருவானது. அணுக்கள் மோதுவதாலும், தாமே  சுழல்வதாலும் பிண்டத்தின் மாபெரும் வடிவங்கள் தோன்றின”. டெமாகிரிடஸின்  அணுவியல் நியதியே, நவீனத் தத்துவமான ‘பிண்ட சக்தி அழிவின்மை’  [Conservation of Energy & Matter] கோட்பாடுக்கு அடிகோலியது.

இந்து வேதாந்த ஞானிகள் கிரேக்க ஞானிகளுக்கு முன்பே, அணுவைப் பற்றியும்,  அவற்றின் கருவில் இருக்கும் அடிப்படைப் பரமாணுக்களைப் [Sub Atomic Particles]  பற்றியும் கூறி இருக்கிறார்கள் என்று சாமுவெல் கிளாஸ்டன் [Samuel Glasston]  தான் எழுதிய ‘அணுசக்தியின் மூலப் புத்தகத்தில்’ [Source Book on Atomic Energy]  முதல் பக்கத்திலே கூறியிருக்கிறார். அகிலத்தின் தோற்றம் பற்றியும், அண்ட  கோளங்களின் சுழற்சி பற்றியும், சக்தி பொருள் இவற்றின் அழிவின்மை பற்றியும்  இந்து வேதங்கள் பக்கம் பக்கமாய் பல்லாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பே  இயற்றியுள்ளன.

அங்கிங்கு எனாதபடி எங்கும் அணுமயம்! ஆனால் அணுவை எவரும் இதுவரைப்  பார்த்ததில்லை! நமது புறக் கண்களுக்கு அணுக்களைக் காணும் திறமை இல்லை.  துளை நுண்ணோக்கிக் [Tunneling MicroScope] கருவி மூலம் தளவுளாவி [Scanning]  மின்கணணிப் பிம்பத்தில் [Computerized Image] நாம் அணுவின் அமைப்பைக்  கண்டறிய முடியும்! எட்டு மில்லி கிராம் எடையுள்ள ஒரு குண்டூசியின் நுனியில் 1  கூபிக் மில்லி மீடரில் [cubic mm] 100 பில்லியன் பில்லியன் [10 அடுத்து 17  பூஜியங்கள்] அணுக்கள் உள்ளன! ஒரு நீர்த் துளியைப் பெரிது படுத்திப் பூமி  வடிவில் நோக்கினால், நீர் மூலத்திரளில் [Molecule] உள்ள அணு, ஓர் எழுமிச்சைப்  பழம் அளவாகக் கருதலாம்.

நூற்றுக்கும் மேற்பட்ட அணு வகைகள் உலகில் உள்ளன. நமக்குத் தெரிந்த தங்கம்,  வெள்ளி, இரும்பு, தாமிரம் [Copper], ஈயம், அலுமினியம் போன்ற பழைய  உலோகங்கள் நிலையானவை [Stable]. பின்னால் புதிதாகக் கண்டு பிடிக்கப் பட்ட  யுரேனியம், தோரியம், புளுடோனியம், ரேடியம், பொலோனியம் ஆகியவை  கதிரியக் கத்தால் சுயமாய்த் தேயும், நிலையற்ற [Unstable] கன மூலகங்கள் [Heavy  Elements]. இது வரை கண்டு பிடிக்கப்பட்ட 106 மூலகங்களில் 88 இயற்கையில்  தோன்றுபவை. மற்ற 18 அணுக்கருச் சிதைவிலோ, அன்றி அணு உலைகளிலோ  உண்டானவை. அணு எண் 92 மேல் மூலகங்கள் பூமியில் இயற்கையாகக் கிடைப்ப  தில்லை. அணுக்கள் தனியாகவோ, அன்றி கூட்டாகவோ இயற்கையில்  தோன்றுகின்றன. உதாரணமாக நீரில் ஈரணு ஹைடிரஜனும் [H2], ஓரணுப் பிராண  வாயுவும் [Oxygen] இணைந்தே [H2+O–>H2O] தென்படுகின்றன. ஈரணு, மூவணு  அன்றிப் பலவணு சேர்ந்து இயங்கும் மூலகக் கூறுகளை ‘மூலத்திரள்’ [Molecules]  என்று இரசாயனத்தில் கூறுவார்கள்.

ஜான் டால்டன், ஹென்ரி பெக்குவரல், ஏர்னஸ்ட் ரூதர் ஃபோர்டு, நீல்ஸ் போஹ்ர்  ஆகிய விஞ்ஞானிகளின் புது அணுவியல் நியதியின்படி, அணுவின் அமைப்பு ஓர்  குட்டிச் சூரிய மண்டலம் போன்றது. சூரியன் போல, அணுவின் நடுவே சக்தி  அடங்கிய அணுக்கரு உள்ளது. அண்ட கோளங்கள் போல கருவைச் சதா  எலக்டிரான்கள் [Electrons] நீள்வட்ட [Elliptical] வீதியில் சுற்றி வருகின்றன. நடுக்  கருவில் நியூகிளியான் [Nucleons] எனப்படும் புரோட்டான் தனியாகவோ, அல்லது  நியூட்ரான் கூடச் சேர்ந்தோ இருக்கிறது. அண்ட வெளி போன்று அணுவின்  உள்ளும் பெரும் சூன்ய வெளி சூழ்ந்திருக்கிறது. புரோட்டான் நேர்மின் [Positive],  எலக்டிரான் எதிர்மின் [Negative], நியூட்ரான் நடுமின் [Neutral] கொடையும் [Electrical  Charge] கொண்டவை. எலக்டிரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் ஆகியவைகள்  பரமாணுக்கள் [Sub atomic Particles] எனப்படுபவை. ஓர் அங்குள நூலில்  முத்துக்களைப் போல் வரிசை யாகக் கோர்த்தால், 10 பில்லியன் பில்லியன் [10  அடுத்து 17 பூஜியங்கள்] நியூகிளியான்களை அமைத்து விடலாம்!

அணு எண், அணுப் பளுஎண், அணுநிறை, ஏகமூலங்கள்

மூலகத்தின் அணு எண் [Atomic Number] என்பது, அணுக் கருவுக்குள் இருக்கும்  புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கும். ஓர் மூலகத்தின் இரசாயனக்  குணங்கள் அதனுடைய அணு எண்ணைப் பொருத்தது. மூலகங்கள் அணு எண்  வரிசையில்தான் அணி அட்டவணையில் [Periodic Tables of Elemets] இடம்  பெறுகின்றன. அணுப் பளு எண் [Atomic Mass Number] எனப்படுவது, கருவில்  இருக்கும் நியூட்ரான் புரோட்டான் கூட்டு எண்ணிக்கையைக் காட்டும். அது  ‘நியூக்கிளியான்’ தொகை. அணு நிறை [Atomic Weight] என்பது மூலகக் கருவில்  புரோட்டான் நியூட்ரான் ஆகியவற்றின் கூட்டு நிறை. அணு நிறை என்புது ஓர் ஒப்பு  நிறை [Relative Mass]. கரியின் [Carbon12] அணுக்கருவில் 6 புரோட்டான், 6  நியூட்டான் உள்ளன. கரியின் அணு எண் 6, பளு எண் 12, அணு நிறை  12.00000000. கரியின் அணு நிறை 8 தசமத் துள்ளியமாக இருப்பதால், மற்ற  மூலகங்களின் அணு நிறை யாவும், கரி நிறைக்கு ஒப்பாகக் கணக்கிடப் படுகிறது.  உதாரணமாக, முதல் எளிய மூலகமான ஹைடிரஜன் ஒரே ஒரு புரோட்டானைக்  கொண்டுள்ளது. அதன் அணு எண் 1. பளு எண் 1. நிறை 1.0078.

சில மூலகங்களுக்கு ஒன்று அல்லது பல ஏகமூலங்கள் [Isotopes] இயற்கையிலோ  அன்றி செயற்கையிலோ ஆக்கப் பட்டுள்ளன. ஏகமூலங்கள் என்றால்,  அணுக்கருவில் ஒரே புரோட்டான் எண்ணிக்கை கொண்டு, வெவ்வேறு நியூட்ரான்  எண்ணிக்கை கொண்ட மூலகங்கள். உதாரணமாக ஹைடிரஜன் மூலகத்திற்கு  இரண்டு ஏகமூலங்கள் உள்ளன. டியுடிரியம் [Deuterium] புரோட்டான் 1, நியூட்ரான் 1.  டிரிடியம் [Tritium] புரோட்டான் 1, நியூட்ரான் 2.

கரி12, கரி13, கரி14 மூன்றும் கரியின் ஏகமூலங்கள். அது போல், யுரேனியம்238  இன் ஏகமூலம் யுரேனியம்235. யுரேனியம்238 இன் அணு எண்: 92 [92  புரோட்டான், 146 நியூட்ரான்], பளு எண்: 238. அணு நிறை: 238.03. யுரேனியம்235  இன் அணு எண்: 92 [92 புரோட்டான், 143 நியூட்ரான்], பளு எண்: 235.  இயற்கையில் கிடைக்கும் யுரேனியத்தில் U238 விகிதம்: 99.286% U235 விகிதம்:  0.714% யுரேனியம் U235 தானாகப் பிளந்து [Spontaneous Fission] உடையும் தன்மை  யுடையது. யுரேனியம் U235 போன்று, புளுடோனியம் Pu239, தோரியம் Th233  இரண்டும் சுயமாய்ப் பிளக்கும் தன்மை யுடையவை. ஆதலால் அணுசக்தி  நிலையங்களிலும், அணு ஆயுதங்களிலும் U235, அல்லது Pu239, அல்லது Th233  முழுமையாக [100%] அல்லது செழுமையாக [Small% Enriched] எரிக்கோலாய்ப் [Fuel  Rods] பயன் படுகின்றன.

நிலையற்ற கன மூலகங்களான யுரேனியம், தோரியம், புளுடோனியம், ரேடியம்,  பொலோனியம் சிதைந்து தேய்வதற்குக் காரணம் என்ன ? கன உலோகங்களின்  அணுக்கருவில் உள்ள நியூகிளியான் [புரோட்டான் நியூட்ரான்] எண்ணிகையைப்  பார்த்தால் இதற்குப் பதில் அறிந்து விடலாம். நிலையான உலோகங்களில் ஏறக்  குறைய நியூட்ரான், புரோட்டான் சம எண்ணிக்கையில் உள்ளன. அதாவது  நியூட்ரான் / புரோட்டான் பின்னம் [Neutron Proton Ratio] = 1 [அருகில்]. யுரேனியம்  [U235] இல் நியூட்ரான்145 / புரோட்டான்92 பின்னம் = 1.55 அதாவது  அணுக்கருவில் அதிகமான, அளவுக்கு மீறிய நியூட்ரான்கள் அடங்கி நிலை யற்ற  தன்மையை உண்டாக்குகின்றன.

மீறும் தொடரியக்கம், ஆறும் தொடரியக்கம், பூரணத் தொடரியக்கம்

அணு உலைகளில் U235 மீது, ஒரு நியூட்ரான் கணையை ஏவிடும் போது,  அணுக்கருவில் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை இன்னும் அதிகமாகி, U236 இரு  துண்டங்களாகப் பிரிந்து, இணைவு சக்தி [Binding Energy] வெளியாகி, அடுத்து 2  அல்லது 3 நியூட்ரான்கள் இயக்கத்தில் உண்டாகும். ஓர் இயக்கத்தில் தோன்றிய 2  நியூட்ரான்கள் அடுத்துள்ள U235 அணுக்களைத் தாக்கிப் பிளவுத் துணுக்குகளும்  [Fission Products] 4 நியூட்ரான்கள் வெளியேறும். இவ்வாறு நியூட்ரான் எண்ணிக்கை  2, 4, 8, 16, 32, 64 என்ற தொடர்ப் பெருக்கத்தில் [Geometric Progression] மீறிப்  போய் அபார சக்தி பொங்கி அணுகுண்டாக வெடிக்கிறது. அளவு கடந்த நியூட்ரான்  பெருக்க இயக்கத்திற்கு ‘மீறும் தொடரியக்கம்’ [Super Critical Reaction] என்று  சொல்லப்படுகிறது. அணு உலையில் நியூட்ரான் விழுங்கிகளைத் [Neutron  Absorbers] தக்க சமயத்தில் நுழைவித்து, எண்ணிக்கையைக் குறைத்தால் இயக்கம்  சிறிது நேரத்தில் நின்று விடும். இக்கட்டுபாடு ‘ஆறும் தொடரியக்கம்’ [Sub Critical  Reaction] எனப்படும். நடு நிலமையில் நியூட்ரான் விழுங்கிகளை ஏற்றியும்,  இறக்கியும் ஆட்சி செய்து, சம நிலை நியூட்ரான்களை நிலவச் செய்வதைப்,  ‘பூரணத் தொடரியக்கம்’ [Critical Reaction] என்பார்கள். மீறும் தொடரியக்கம்  பொதுவாக அணு ஆயுதங்களில் பயன்படும். அணு உலை ஆட்சியில் [Reactor  Control] பூரணத் தொடரியக்கமும், ஆறும் தொடரியக்கம் உபயோக மாகிறது.  எதிர்பாராத அபாய நிலை [Prompt Critical] இயக்கங்களைத் தடுக்க தடைக் கோல்  [Shut Down Rods] அல்லது தடுப்பு ஏற்பாடுகள் அமைக்கப்பட்டு உள்ளன. பூரணத்  தொடரியத்தில் வெப்பசக்தி ஒரே நிலையில் சீராகக் கட்டுப் பாடாகிறது. தடுப்பு,  ஆறும் இயக்கங்களில் முறையே வெப்பசக்தி உடனே அல்லது மெதுவாகக்  குறைக்கப் படுகிறது.

அணுஉலையில் கோடான கோடி இயக்கங்கள் ஒரு நொடிக்குள் நிகழ்கின்றன.  ஓரணுப் பிளவில் மட்டும் 200 MeV வெப்பசக்தி வெளியாகிறது. U235 சுயமாகவே  பிளவுபடுவதால், அதைச் சுற்றி நியூட்ரான்கள் வெளிப்பட்டு மறைகின்றன.  நியூட்ரான் பெருக்க இலக்கம் [Muliplication Factor] K=1 என்றால் பிறக்கும்  நியூட்ரான்கள் யாவும் இயக்கத்தில் பயன்படுகின்றன என்று அர்த்தம். K=0.5  என்றால் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை குன்றி உலை நிறுத்தப் படுகிறது. K=1.006  என்றால் நியூட்ரான் அணு உலையில் சக்தி அதிகமாவதைக் காட்டுகிறது. K>1.5  என்றால் அபாயம்! நியூட்ரான்கள் அளவுக்கு மிஞ்சுகின்றன! தடை ஏற்பாடுகள்  உடனே இயங்கி உலையைப் பாதுகாக்க வேண்டும். K>3 என்றால் அங்கே ஓர்  அணுகுண்டு வெடிக்கப் போகிறது!

அணுயுகம் பிறந்தது, அமெரிக்காவின் ஆய்வு அணு உலையிலே!

இரண்டாம் உலக மகா யுத்த சமயத்தில், ஐரோப்பிய விஞ்ஞானிகள் பலர்  அமெரிக்காவுக்கு விரைந்தார்கள். குறிப்பாக ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன், நீல்ஸ்  போஹ்ர் [Niels Bohr, Denmark], லியோ ஸிலார்டு, எட்வெர்டு டெல்லர், யுஜீன்  விஞ்னர் [Leo Szilard, Edward Teller, Eugene Wigner, Hungery], என்ரிகோ ஃபெர்மி  [Enrico Fermi, Italy], ஹான்ஸ் பெதே [Hans Bethe, Germany], ஆட்டோ ஃபிரிஷ் [Otto  Frisch, Vienna] ஆகியோரும், மற்றும் அமெரிக்காவில் பல ஆய்வுக் கூடங்களில்  பணியாற்றிய விஞ்ஞானிகள் ராபர்ட் ஓப்பன்ஹைமர் [Robert Oppenheimer]  தலைமையில், லெஸ்லி குரூஸ் [Leslie Groves] ராணுவ அதிகாரியின் கீழ் நியூ  மெக்ஸிகோ, லாஸ் அலமாசில் மன்ஹாட்டன் திட்டத்தில் [Manhattan Project]  அணுகுண்டு தயாரிக்க ஆழ்ந்தார்கள்.

சிகாகோ பல்கலைக் கழகத்தின் உலோகவியல் ஆய்வகத்தில் [Metallurgical  Laboratory] 1942 நவம்பர் 7 ஆம் தேதி அணுவியல் விஞ்ஞானிகள் கூடி, முதல்  அணுஉலையைக் கட்டத் துவங்கினார்கள். CP1 [Chicago Pile-1] என்று பெயர்  பெறும், இந்த அணுஉலையை டிசைன் செய்த இத்தாலிய விஞ்ஞானி, என்ரிகோ  ஃபெர்மி நிறுவன மேற்பார்வையாளர். மற்றும் ஆர்தர் காம்ப்டன் [Arthur Compton],  லியோ ஸிலார்டு, யுஜீன் விஞ்னர், வால்டர் ஸின் [Walter Zinn] குறிப்பாக  அணுஉலை ஏற்பாட்டில் நேரடிப் பங்கேற்றவர்கள். இந்த அணு உலைக் கவசமற்ற  [Unshielded], வெப்பம் தணிக்கப் படாத [Uncooled] உலை. ஃபெர்மியின் திட்டப்படி  5.5 டன் யுரேனியம், 36 டன் யுரேனியம் ஆக்ஸைடு இரண்டும் திணித்த  கரித்திரட்டுக் [Graphite] கோளங்கள் சீரணியில் அமைக்கப் பட்ட ‘சதுரப் பெட்டகம்’  [Cubic Lattice] ஒன்று கட்ட வேண்டும். அணுப் பிளவில் முதலில் எழும்  நியூட்ரான்களின் வேகத்தைக் குன்றச் செய்து மிதமாக்கிட 344 டன் கரித்திரட்டுக்  கட்டிகள் பயன் பட்டன. இதை அமைக்க, சாதனங்கள் உள்பட மொத்தச் செலவு 1  மில்லியன் டாலர். ஒரு சில வாட்ஸ் [Watts] வெப்ப சக்தி உண்டாக்கும் எளிய  ஆய்வு உலை, அணுவியல் பெளதிகச் சோதனைகளுக்கும், அணுக்கருத்  தொடரியக்கம் ஏற்படுத்தவும் டிசைன் செய்யப் பட்டது. ஃபெர்மி 17 நாட்கள்  நியூட்ரான் ‘பெருக்க இலக்கம்’ [Muliplication Factor] K=1 ஆகக் கொண்டு, பூரண  இயக்கத்தில் ஆட்சி செய்து, தன் டிசைன் முடிவுகளைச் சரிபார்த்துக் கொண்டார்.

மித நியூட்ரான்தான் யுரேனியம்235 [U235] இல் கலந்து, அணுக்கருப் பிளவை  உண்டாக்க முடியும். வேக நியூட்ரான் U235 இல் அணுப் பிளவு ஏற்படுத்துவது  இல்லை. ஆனால் நியூட்ரான் யுரேனியம்238 [U238] அணுக்கருவுடன் சேரும் போது,  புளுடோனியம்239 [Pu239] ஆக மாறுகிறது. அடுத்து மித நியூட்ரான் Pu239 தாக்கி  அணுக்கருப் பிளவு உண்டாக்கிச் சக்தி எழுகிறது.

கரித்திரட்டு செங்கல் போல் வெட்டப் பட்டு மரச் சட்டங்களில் அமைக்கப் பட்டு,  எரிப் பண்டமான யுரேனியக் கோளங்கள், கரிக்கட்டி மூலையில் அடுத்தடுத்து  வைக்கப் பட்டன. அணுஉலைப் பாதுகாப்புக்கு நியூட்ரான் விழுங்கியான 7  ‘காட்மியம் கோல்கள்’ [Cadmium Rods] இடையே செங்குத்துத் துளைகளில்  நுழைக்கப் பட்டன. மீறும் தொடரியக்கம் எழாது தடுக்க, எப்போதும் நியூட்ரான்  தடைக் கோல்கள் அணு உலையில் தயாராக இருக்க வேண்டும். மூன்று  துளைகளில் நியூட்ரான் மிதக் கட்டுப் பாட்டுக்குப் ‘போரான் இரும்புக்’ கோல்கள்  [Boron Steel] தொங்க விடப்பட்டன. மட்டத் துளைகளில் போரான் டிரைபுளுரைடு  [Boron Trifluoride] உள்ள ‘நியூட்ரான் மானிகள்’ [Neutron Monitors] நியூட்ரான்  திணிவைக் [Neutron Flux] கண்காணிக்க அமைக்கப் பட்டன.

1942 டிசம்பர் 2 ஆம் தேதி 3:25 P.M. சரியாக, ஃபெர்மி பச்சைக் கொடி காட்ட,  உதவியாளர் ஜார்ஜ் வீல் [George Weil] இறுதி மித ஆட்சிக் கோலை மேலே  நீக்கிடும் போது, பெருக்கு இலக்கம் K=1.0006 ஆகக் கூடி நியூட்ரான் எண்ணிக்கை  விரிந்து முதன் முதல் அணுக்கருத் தொடரியக்கம் [Nuclear Chain Reaction]  சிகாகோ ஆய்வு அணுஉலையில் காட்டப் பட்டு ‘அணு யுகம்’ [Atomic Age]  பிறந்தது. மாபெரும் இந்த அரிய சரித்திர சாதனையை நேரில் கண்ட விஞ்ஞான  மேதைகள் பெர்மி, காம்ப்டன், ஸிலார்டு, விஞ்னர், வால்டர் ஸின் ஆகியோர் தவிர  மற்றும் 42 பேர்கள் பால்கனியில் நின்று, இந் நிகழ்ச்சியைக் கண்டு பெரு மகிழ்ச்சி  அடைந்தனர். உலகின் முதல் அணுஉலை 28 நிமிடங்களுக்கு இயங்கி அதன் பின்  ஆட்சிக் கோல்கள் மறுபடியும் நுழைக்கப் பட்டு உலை நிறுத்தப் பட்டது. இவ்வரிய  வெற்றியை, ஆர்தர் காம்ப்டன் உடனே குறி மொழியில் [Code Language]  ஹார்வர்டு பல்கலைக் கழகத்தின் வேந்தராய் இருந்த ஜேம்ஸ் பிரையன்ட்  கொனாட் [James Bryant Conant] அவருக்குப் தொலை பேசியில், ‘இத்தாலிய  மாலுமி புதிய உலகில் கால் வைத்தார் ‘ என்று செய்தி கொடுத்தார்.

அணு உலை, அணுசக்தியின் பிதா, என்ரிகோ ஃபெர்மி

என்ரிகோ ஃபெர்மி 1901 இல் செப்டம்பர் 29 ஆம் தேதி இத்தாலியில் ரோம் நகரில்  பிறந்தார். ஆக்கத் திறமையும், கணித வல்லமையும், ஆய்வுச் சாதுரியமும்,  சோதனை யுக்தியும் ஒருங்கே பெற்றவர். சிறு வயதிலேயே பெளதிகத்தில் மிகுந்த  ஆர்வம் காட்டினார். பைசா நகரப் பல்கலைக் கழகத்திலும், ஐரோப்பாவில் வேறு  இடங்களிலும் படித்துப் பெளதிகத்தில் பட்டம் பெற்று, ரோம் பல்கலைக் கழகத்தில்  பேராசிரியராகப் பணியாற்றியவர். 1934 முதல் கதிரியக்க ஆய்வில் பீட்டாக்கதிர்  தேய்வு நியதியைத் [Theory of Beta Decay] தோற்றுவித்தவர். இயல் யுரேனியத்தை  [Natural Uranium] நியூட்ரான் கணைகளால் தாக்கி, செயற்கைக் கதிரியக்கத்தை  உண்டு பண்ணி, புது யுரேனியச் சீரணி மூலகங்களை [Trans Uranium Elements]  உருவாக்கியவர். அந்த பெளதிகச் சாதனைக்கு 1938 இல் ஃபெர்மி நோபல் பரிசு  பெற்றார்.

அவரது மனைவி யூதரானதால், மதச் சீண்டலைத் தாங்க முடியாமல், யுத்த  சமயத்தில் அமெரிக்காவுக்கு விரைந்தார். ஆங்கு கொலம்பியா பல்கலைக்  கழகத்தில் பெளதிகப் பேராசியராகச் சேர்ந்தார். தான் முன்பே துவங்கிய யுரேனிய  நியூட்ரான் அணுக்கரு இயக்கங்கள் 1939 இல் பிரபலமாகி, ‘அணுக்கருப் பிளவு’  விளக்கமாகி ஐரோப்பாவில் வெளியான போது, ஃபெர்மி நியூ மெக்ஸிகோ லாஸ்  அலமாஸில் ராபர்ட் ஓப்பன்ஹைமர் அடியில் அணுகுண்டு ஆக்கும் முயற்சியில்  இறங்கிய மற்ற விஞ்ஞானிகளுடன் சேர்ந்து பணியாற்றினார்.

சிகாகோ பல்கலைக் கழகத்தில் 1942 டிசம்பரில் சரித்திரப் புகழ் பெற்ற முதல்  அணுஉலையில், முதல் ‘அணுக்கருத் தொடரியக்கத்தை’ [Nuclear Chain Reaction]  நிகழ்த்திக் காட்டி, முதல் அணுகுண்டு அழிவுக்கும், முதல் அணு மின்சக்தி  ஆக்கத்திற்கும் காரண கர்த்தாவாக விஞ்ஞான வானில் ஒளி வீசினார்.  யுத்தத்திற்குப் பிறகு 1946 இல் சிகாகோ பல்கலைக் கழகப் பெளதிகப்  பேராசிரியராகப் பணியாற்றி, 1954 நவம்பர் 28 ஆம் தேதி தன் 53 ஆம் வயதில்  எதிர்பாராத விதமாகப் புற்று நோயில் காலமானார். அமெரிக்கா அவரது பெயரில்  50,000 டாலர் ‘என்ரிகோ ஃபெர்மி பரிசு’ [Enrico Fermi Award] ஒன்றை ஏற்படுத்தி  உள்ளது. அவரைக் கெளரவிக்க அமெரிக்கா முதலில் அவரது சாதனைக்கு அப்  பரிசை என்ரிகோ ஃபெர்மி அளித்தது!

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) January 28, 2010

3 THOUGHTS ON “அணுக்கருத் தொடரியக்கம் தூண்டி அணுசக்தி வெளியேற்றிய என்ரிக்கோ ஃபெர்மி”

  1. You are an assert for the the society where ever you are. There may be numberless scientists through out the world, but no one wants to take it to a common man. Thank you for your mail. Let the almgihty bless you to continue the journey of writing.

பூமியின் மையத்தில் உள்ளதாய்க் கருதப்படும் உலோகத் திரட்சி உட்கரு இருக்க வாய்ப்பில்லை என்று அறிவிக்கிறது புதிய கோட்பாடு.

Featured

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

http://video.pbs.org/video/1790621534/

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=mCF2p5TvlQ4

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=YTRP_lyBk7A

 

சூரிய குடும்ப ஈர்ப்புப் பிணைப்பில்
சுழல் கோள்கள்
சுற்றிடும் விந்தை யென்ன ?
ஒன்பது கோள்களில்  பூமி மட்டும்
நீர்க் கோளான தென்ன ?
நீள் வட்ட வீதியில் அண்டங்கள்
மீள் சுற்றும் நியதி என்ன ?
பூமியில் மட்டும்
புல்லும், புழுவும், புறாவும், பசுவும்
ஆறறிவு மானிடமும்
பேரளவில் பெருகிய தென்ன ?
பூமியின் உட்கரு திரவமா ?
உலோகத் திரட்சியா ?  
அணு உலை இயங்குவ தென்ன ?
யுரேனஸ் கோள் அச்சும்
சரிந்து போய்ச் சாய்ந்த தென்ன ?
பரிதி மண்டலத்தில்
வக்கிரமாய்ச் சுழன்று
சுக்கிரன் மட்டும்
திக்குமாறிப்
போன தென்ன ?
தன்னச்சில் சுழாமல் வெண்ணிலா
முன்னழகைக் காட்டிப்
பின்னழகை
மறைப்ப தென்ன ?

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

பூமியின் உட்கரு பற்றிப் புதியதோர் கோட்பாடு

4.2 பில்லியன் ஆண்டுகட்கு முன்பு விருத்தியான நமது பூமியின் உட்கரு இப்போது விஞ்ஞானிகள் நினைத்துள்ளதுபோல், பௌதிக விதிப்படி உலோகத் திடவ உட்கருவாய் [Solid Metallic Core] இருக்க வாய்ப்பில்லை என்று புதியதோர் கோட்பாடு “பூமி அண்டக் கோள் விஞ்ஞான வெளியீடில்”  [Earth and Planetary Science Letters Journal]  2018 பிப்ரவரி 9 தேதி  வெளிவந்துள்ளது.  அதாவது ஒரு பில்லியன் ஆண்டுகட்கு முன்பு ஒருநாள் பூமியின் உட்கருவுக்கு திடீர் அதிர்ச்சி நேர்ந்தது.  திரவ நிலையில் கோள வடிவில் இருந்த உலோக உட்கரு, உஷ்ணம் தணிர்ந்து, 760 மைல் [1220 கி.மீ] விட்ட உருண்டையாக, வெகு விரைவில் இப்போதுள்ளதுபோல் திரட்சிப் படிவமானது [Crystallized Rapidly].  இதுதான் இப்போது  உலகக் குழு விஞ்ஞானிகளால் ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டுள்ள கோட்பாடு.

ஆனால் இப்போது புதிய கோட்பாடில் அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜேம்ஸ் வான் ஓர்மன் [Case Western Reserve University, Cleveland, OHIO, USA] கூறுவது என்னவென்றால், பிறந்த பேபி பூமியின் உட்கரு முழுதும் தூய ஓரினத் திரவம் இருந்திருக்குமாயின், அது திடவ வடிவு உருண்டையில் திரட்சியாகக் குளிர்ந்து போக  உஷ்ணத் தணிப்பாக்கம் புரிய ஒரு சாதனம் இல்லை.  கடந்த நெடுங்கால மாய். பூமியின் உட்கரு உலோகம் முழுக்க முழுக்க திரவ நிலையில்தான்  இருந்து வந்துள்ளது.  சில பூதளவியல் வாதிகள் கூறுவதுபோல் உட்கரு உலோகத் திரட்சியைச் சுற்றிலும் , இரண்டு, மூன்று அடுக்கு இரும்பும், எளிய மூலகங்கள் [Iron & Lighter Elements] கொண்ட  போர்வைகள் இருந்தன என்பதும் தவறே என்று சொல்கிறார் ஜேம்ஸ் ஓர்மன்.

பூமியின் உட்கரு திடீரெனக் குளிரத் துவங்கி , வெப்பசக்தி இழந்து, பூகாந்த தளம் மெலிந்தது.  உட்கரு முற்றிலும் தணிந்து திடப்பொருளாய் ஆனதும், பூகாந்த சக்தி ஆற்றல் பெற்று, சூரியப் புயலிலிருந்தும், அகிலக் கதிர்களிலிருந்தும், பூகோளச் சூழ்வெளி பாதுகாக்கப் பட்டது. இந்த நிகழ்ச்சி பூமி தோன்றி ஆரம்ப காலத்தில் நேர்ந்திருக்க வேண்டும் என்று பெரும் பான்மையான விஞ்ஞானிகள் நம்பி இருக்கவேண்டும் என்று ஜேம்ஸ் ஓர்மன் கூறுகிறார்.  ஆனால் ஆராய்ச்சியாளர் அழுத்தமாய் அறிவிப்பது :  ஆரம்பத்தில் கூறப்பட்ட பூமியின் நிலைப்பகத் தோற்ற மாடலில் [The Standard Model of Earth] உட்கரு உலோகம் எப்படித் திடீரெனக் குளிர்ந்து படிவமானது [Crystallized], உட்கருவின் பூத அழுத்தத்தில், பேரளவு பளுவுக்கு உஷ்ணத் தணிவு எதனால் உண்டாக்க முடியும்  என்று கேள்வி எழுப்புகிறார்.  இந்த விளக்கம் இல்லாததால் இப்போது விஞ்ஞானம் சொல்வது, பூமியின் உட்கரு உலோக உருண்டை யாக இருக்க வாய்ப்பில்லை என்பதே.

இத்தகைய  பூதக் குளிர்ச்சி [Super Cooling Event] பூமியின் உட்கரு அழுத்தத்தில் தூய நிலையில் 1000 டிகிரி கெல்வின் [726 டிகிரி C (1340 டிகிரி F] மேலாகக் கொண்ட மூலச்சாதன நுழைவு  இல்லாமல் தானாக நிகழ முடியாது என்று ஜேம்ஸ் ஓர்மன் கூறுகிறார்.  அந்த சாதனம் சுமார் 12 மைல் [20 கி.மீ] விட்டமுடன் உள்ள துளியாக [Droplet to be released into the Core] இருக்கவேண்டும். இந்த புதிய கோட்பாட்டை  மற்ற உலகக் குழு விஞ்ஞானிகள், தாங்களும் ஆராய்ந்து உடன்பாடு தெரிவிக்க வேண்டும் என்று கேட்டுக் கொள்கிறார்.

பூமி உட்கருவின் ஆழம் : 5100  கி,மீ  [

பூமி உட்கரு உஷ்ணம் :  5000 C

பூமி உட்கரு அழுத்தம் : 364 GPa

Image result for earth core depth, pressure temperature

 

Oigins of Solar System

 

எறிகற்கள் [Meteors] தாக்கிக் கோள்கள் உருவாயின என்பது மெய்யான முத்திரை அறிவிப் பில்லை.  அந்த சிறு துணுக்குகள் கோள்களின் வடிவ விளைவால் உண்டான உதிரியே தவிர, அவை கோள்களை உருவாக்கிய செங்கற்கள் [Building Blocks] அல்ல.  தற்போதைய இப்புதிய கோட்பாடு சூரியக் கோள்கள் தோன்றியதாக  முன்னர் கருதப் பட்ட கொள்கையைத் திருத்தி விடும்.   அதாவது பூர்வீக சூரிய தோற்ற ஏற்பாடு நாம் எதிர்பார்த்ததை விடப் பெரும் மோதல் கொந்தளிப்பில் உண்டானதாகத் தெரிய வருகிறது.

பிரான்டன் ஜான்சன் [Post doctorate, MIT Dept of Earth]

யுலிஸிஸ் சூரிய விண்ணுளவியின் கருவிகள் இன்னும் சீராகப் பணியாற்றிச் சூரியப் புயல், அகிலக் கதிர்கள், சக்தி வாய்ந்த துகள்கள், சூரிய காந்த அரங்கம் பற்றிய தகவலைத் தொடர்ந்து அனுப்பி வருகின்றன. . . . ஏவிய நாளிலிருந்து (அக்டோபர் 1990) எந்தக் கருவியும் இதுவரைப் பழுதாகவில்லை !

ரிச்சர்டு மார்ஸ்டன், யுலிஸிஸ் சூரிய விண்ணுளவித் திட்ட மேற்பார்வை விஞ்ஞானி (European Space Agency)  [ஏப்ரல் 15, 2008]

 

Meteorite impacts on Planets

பூர்வச் சூரியக் கோள்கள் தோற்றத்தின் மாறுபட்ட கோட்பாடு

பூர்வீகச் சூரியக் கோள்கள் தோன்றியதால் உண்டான எச்சத் துணுக்குகளே முரண் கோள்கள் [Asteroids]  என்னும் கோட்பாடு இப்போது [2015 ஜனவரி 15] இயற்கை விஞ்ஞான நூல் வெளியீட்டின் அறிவிப்புப்படி உறுதியாகி வருகிறது.  முரண் கோள்கள்  சூரியக் கோள்களின் உருவாக்கத் தோற்றத்துக்கு  மூலப் பொருட்கள் அல்ல. சூரியக் கோள்கள் தோன்றத் தேவை யான மூலச் செங்கற்கள் [Building Blocks] நாமறிந்த முரண் கோள்கள் அல்ல என்பதே புதிய முடிவு;   அமெரிக்காவின் பர்டே [Purdue] பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த ஆய்வாளர், பிரான்டன் ஜான்சன் கூறுவது,  ” நான்கு பில்லியன் ஆண்டுக்கு முன்பே பூர்வச் சூரியக் கோள் பிறப்புக் கருவில் [Planetary Embryos]  ஆரம்பத்திலே வித்துகள் இருந்தன,” என்று.

Hypergiant Star with disks of dust.

முரண் கோள் முறிவுகள் பூமியில் விழும்போது எறிகற்களாய்ச் [Meteorites] சிதறுகின்றன. கடந்த 100 ஆண்டுகளாய் உறைந்த திரவ உருண்டையான கோலிப் பாறைகள்  [Beads like Chondrules]  எறிகற்களில் காணப்பட்டன.  அவை  இருப்பதற்குக் காரணம் தெரியாமல் இதுவரை மர்மமாகவே இருந்தது.  இப்போது விளைவுகளைத் தாக்கல் மாடலில் [Computer Impact Model] இட்டுப் பார்த்தால் செம்மையாகப் பொருந்துகின்றன.

முடிவுகள் இவைதான் :

1.  முரண் கோள்கள் [Asteroids] பரிதிக் கோள்கள் உருவாக்கத்தில் விளந்த கிளைப் பொருட்கள்.   அவை கோள்கள் வடிக்கத் தேவையான மூலச் செங்கற்கள் அல்ல.

2.  உண்டையான கோலிகள் [chondrules] மோதலில் தோன்றிய பளிங்குகளே.  சூரியக் கோள் வடிவாக அவை தேவைப்படா.  அவையும்  கோள்கள் உருவாகத் தேவையான மூலச் செங்கற்கள் அல்ல.

 

நமது சூரிய மண்டலம் எப்போது தோன்றியது ?

வானியல் விஞ்ஞானிகளும், பூதளவாதிகளும் (Astronomers & Geologists) பூமியின் வயதைக் கணித்து அதிலிருந்து பரிதி மண்டலத்தின் தோற்ற வயதை அறியப் பல்வேறு முறைகளைக் கையாள்கிறார்.  நாமறிந்த பூமிப் பாறைகளின் கதிரியக்கத் தேய்வு வீதங்களைப் “பாறைக் கதிரளப்புக் காலக் கணிப்பு” மூலம் (Radiometric Dating of Rocks) கணக்கிட்டுச் சூரிய குடும்பம் சுமார் 4.6 பில்லியன் ஆண்டுக்கு முன்பு தோன்றியிருக்கலாம் என்று கருதுகிறார்கள்.  பூமியின் பூர்வீகப் பாறை வயது கதிரியக்கத் தேய்வு வீதக் கணிப்பில் 3.9 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்பது தெரிய வருகிறது !  பூதளத் தட்டு நகர்ச்சிகள் (Plate Tectonics) தூண்டி பூமியில் எழும் பூகம்ப எரிமலை நிகழ்ச்சிகளால் பூர்வீகப் பாறைகள் நிலைமாறி அவற்றைக் காண முடியாமல் சிதைத்து விடுகின்றன !

பூமியின் பூர்வீகப் பாறைகளைத் தவிர விண்வெளிக் கற்கள், எரிகற்கள், நிலவிலிருந்து அல்லது செவ்வாய்க் கோளிலிருந்து வீழும் விண்கற்கள் மிகத் துல்லியமாகப் பரிதி மண்டல வயதுக் காலத்தை நிர்ணயம் செய்ய உதவுகின்றன.  அந்த மாதிரிகளின் கதிரியக்கத் தேய்வு வீதத்தைக் கணித்ததில் அவை 4.6 பில்லியன் ஆண்டு வயதைக் கொண்டவை என்று அறியப்பட்டு, பரிதி மண்டலம் அந்த வயதை ஒட்டி உண்டாகி இருக்க வேண்டும் என்று யூகிக்கப்படுகிறது.

நமது சூரிய மண்டலம் எப்படி உண்டானது ?

விஞ்ஞான வரலாற்றில் எத்தனையோ கருத்துக்கள் மாறிப் போனாலும், பரிதி மண்டலம் எப்படி உண்டானது என்னும் கருத்து கடந்த 250 ஆண்டு காலமாக மாறவில்லை.  1755 ஆம் ஆண்டில் ஜெர்மன் வேதாந்தி இம்மானுவெல் கென்ட் (Immanuel Kant) (1724-1804) முதன்முதலில் தனது நிபுளா கோட்பாடைக் (Nebular Hypothesis) கூறினார்:  அதன்படி பேரளவு வாயு முகில் கொண்ட ஆதிச்சூரிய நிபுளா, பரிதி மண்டலத்தின் சூரியனாகவும், மற்ற அண்டக் கோள்களாகவும் உண்டாக மூலாதாரப் பொருளானது !  1796 இல் பிரெஞ்ச வானியல் நிபுணர் பியர் சைமன் லாப்பிலாஸ் (Pierre Simon Laplace) (1749-1827) அதே மாதிரிக் கோட்பாடை எடுத்துக் கூறினார்.  ஆனால் ஆழ்ந்த விண்வெளியை நோக்கி அவரால் அதற்குச் சான்றுகளை எடுத்துக் காட்ட முடியவில்லை !

இம்மானுவெல் கென்ட் விளக்கிய நிபுளா கோட்பாடில் இருப்பது இதுதான் : பேரளவுக் கொள்ளளவு வாயு நிறையும் தூசி துணுக்குகளும் திணிவு ஈர்ப்பு (Mass Gravity) விசையால் சேர்ந்து சுற்ற ஆரம்பித்தன.  திணிவு நிறை பெருகப் பெருக ஈர்ப்பு சக்தி மிகையாகி வாயுத் திணிவை இறுக்கிச் சுருக்கி (Gravitational Contraction) வாயுக் கோள்களாகவும், திடக்கோள்களாகவும் உருவாயின.

இப்போது வானியல் விஞ்ஞானிகள் அவற்றை விபரமாகச் சொல்ல முடிகிறது.  அதாவது முதலில் சூரிய மண்டலத்தின் வாயு முகில் மூலக்கூறு (Molecular Gas Cloud) முறிந்த போது அதன் விரிவு 100 AU (Astronomical Unit) [1 AU = Average distance between Sun & Earth (93 மில்லியன் மைல் /150 மில்லியன் கி.மீ.)] ஆகவும், திணிவு நிறை பரிதியைப் போல் 2 அல்லது 3 மடங்கு இருந்ததாகவும் யூகிக்கிறார்கள்.  அத்தகைய வாயு முகில் ஈர்ப்பு முறிவைத் (Cloud’s Gravitational Collapse) தூண்டி விட்டிருப்பது அருகில் இருந்த சூப்பர்நோவாவின் (Supernova) மின்னல் வெடிப்பில் நேர்ந்த அழுத்த அலையாக இருக்க வேண்டும் என்று கருதப்படுகிறது.  வாயு முகில் குவிந்து விழுந்த பிறகு பலமுறைகளில் திணிவு சேர்ப்பு விரைவானது.  முகில் திணிவின் உஷ்ணம் அதிகரித்து அது சுழலத் தொடங்கியது.  வாயுப் பிண்டம் தங்கி அது வட்டத் தட்டு வடிவாக மட்டமானது.  மிகையான ஈர்ப்பு சேமிப்புச் சக்தி (Gravitational Potential Energy) வெப்பமாக மாறி வாயு முகில் அடர்த்தி (Density) அதிகமானது.  அதுவே கோள்களின் உட்கரு உலோகமாகப் பின்னால் திரட்சி யானது.

பரிதியின் அண்டக் கோள்கள் உண்டான தெப்படி ?

வட்டவியல் திணிவு நெம்பு நிலைப்புப்படி (Conservation of Angular Momentum) வடிவம் சிறுகச் சிறுகச் சுழலும் மட்டமான தட்டின் வேகம் மிகையானது.  மென்மேலும் விழுந்து சேரும் வாயுவும், தூசி துணுக்குகளும் சேர்ந்து கொண்டு முன்னோடிக் கோள் தட்டு (Proto-Planetary Disk) மையம் தடித்து ஓரம் மெலிவாகித் தமிழகத்தின் “ஆப்பம்” போல் (Pancake) உருவாகியது.  நடுவில் மகா ஈர்ப்புச்சக்தி வாய்ந்த உட்கரு எழுவதும் அப்பால் விளிம்பு நோக்கிச் செல்லச்செல்ல வலுகுன்றிய கோள்கள் உருவாவதும் எப்படி என்று விளக்கிச் சொல்லலாம் ?  பேரளவு வாயுப் பிண்டம் செழித்த நிபுளாவைச் சுற்றிலும் அதன் பூத ஈர்ப்பு மண்டலம் காந்த சக்தியால் சூடாக உள்ளது !  அந்த ஈர்ப்பு வாயுத் துணுக்குகளுக்கு சுழற்சியை உண்டாக்கித் தன் பூத ஈர்ப்புக் குழியில் சுற்றத் தூண்டுகிறது.  அவ்விதம் சிறுகச் சிறுக்கச் சேர்ந்துதான் சுழலும் கிருஷ்ணச் சக்கிரம் போல் அசுர வடிவாகி வட அமெரிக்க வேனிற்தள ஹர்ரிக்கேன் (Tropical Hurricanes) சூறாவளிகள் உருவாகின்றன !

பேரளவு இயக்கம் மையத்தில் உண்டாகி முன்னோடிச் சேய் விண்மீன் (Infant Proto-Star) விரைவாக வாயுத் திணிவைத் திரட்டி சூரியனாகியது.  அதன் பிறகு 50 மில்லியன் ஆண்டுகளாக பரிதி போதுமான வாயு நிறையைச் சுருட்டிப் பூரண எரிநிலை அடைந்து பிணைவு சக்தி தூண்டப் பட்டு சுயவொளி விண்மீனாக மாறியது.  தட்டின் விளிம்புகளில் மேலும் வாயுத் துணுக்குகள் சேமிப்பாகி அங்குமிங்கும் கண்ட இடங்களில் சிறிதும் பெரிதுமாக வாயுவிலும் திடப் பிண்டத்திலும் கோள்கள் உண்டாயின.

பரிதி வெப்ப அணுக்கரு சக்தியால் தூண்டப் பட்டதும் அது அசுரப் புயலை எழுப்பித் தூசிகளையும் துணுக்குகளையும் தட்டிலிருந்து வெளியேற்றியது.  அப்போது பூத வாயுக் கோள்கள் மென்மேலும் பெருக்க இயலாது போயின.  தட்டில் தங்கிய மீத வாயுக்கள் பேரளவு வெப்பத்தாலும், ஈர்ப்பு விசையாலும் மூலகமாற்றம் நிகழ்ந்து குளிர்ந்து திரண்டு சிலிகேட்களும், உலோகங்களும் (Silicates & Metals) உண்டாயின.  துணுக்குகளும், தூசிப் பனிகளும் மற்ற கோள்களின் முன்னோடிகளைக் கட்டி மென்மேலும் பெருக்க வைத்துப் பேரளவு அண்டங்களாக்கின.

பரிதி மண்டலத்தின் புறக் கோள்கள் பனி அண்டங்களாய்க் கட்டுமான மாகின.  வாயுக் கோள்களின் உட்கரு அடர்த்தியாகி வாயு முகில்கள் அவற்றை இறுகிப் போர்த்திக் கொண்டன.  புறக்கோள்களைச் சுற்றிலும் பல துணைக்கோள்கள் உண்டாகிச் சுற்றத் தொடங்கின.  வாயு முகில்கள் வீசி எறியப்பட்டு வால்மீன்களாக “ஓர்ட் முகில்” மந்தையில் (Oort Cloud of Comets) சிக்கின.  ஓர் அசுரப் பிண்டம் பூமியை மோதி நிலவு உண்டானது.  செவ்வாய்க் கோளுக்குச் சந்திரன்கள் ஏற்பட்டுச் சுற்ற ஆரம்பித்தன.  இவை அனைத்தும் இம்மானுவெல் கான்ட் 250 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கூறிய நிபுளாக் கோட்பாடைத்தான் முற்றிலும் மெய்ப்பிக்கின்றன.

பரிதி மண்டலப் படைப்பில் காணும் சில புதிர்கள் !

அண்டக் கோள்கள் ஏன் பரிதியை ஒரே தளமட்டத்தில் நீள்வட்ட வீதிகளில் சுற்றுகின்றன ?  அவற்றின் சீரொழுக்க இயக்க முறைக்கு என்ன காரணம் உள்ளது ?  அகக்கோள்களும், புறக்கோள்களும் சூரியனை ஏன் எதிர்க் கடிகார முறையில் சுற்றி வருகின்றன ? சூரியனையும் மற்ற கோள்கள் போலின்றித் தன்னச்சில் சுக்கிரன் மட்டும் ஏன் நேர்க் கடிகார வக்கிர திசையில் சுற்றி வருகிறது ? பூமியின் நிலவு தன்னச்சில் சுழாது ஏன் ஒரே முகத்தைக் காட்டிக் கொண்டு புது மாதிரிச் சுற்றி வருகிறது ? தன்னச்சில் கோள்களும் எதிர்க் கடிகாரச் சுழற்சியில் சுழல்வது ஓர் விந்தைதான்.  கோள்களின் துணைக் கோள்களும் எதிர்க் கடிகாரச் சுழற்சியில் சுற்றுவதும் ஒரு விந்தைதான்.  இந்த விந்தைகள் அனைத்தும் நிபுளாக் கோட்பாடு கூறும் “சுழற்தட்டு அமைப்பு” விதியைப் பெரும்பாலும் நிரூபிக்கின்றன.

யுலிஸிஸ் சூரிய விண்ணுளவியின் பணி தொடர்கிறது !

ஏப்ரல் 15, 2008 ஆம் தேதி அண்டவெளித் தேடல் விஞ்ஞானிகள் 1990 ஆண்டு முதல் பதினேழு ஆண்டுகளாய்ப் பரிதியைச் சுற்றி ஆராய்ந்து வரும் “யுலிஸிஸ் சூரிய விண்ணுளவியைப்” (Ulysses Solar Probe) பூமி ஆட்சி அரங்கிலிருந்து தளர்த்தி ஓய்வாக இருக்கவிட்டு 2013 ஆண்டில் மீண்டும் ஆய்வு செய்ய மாற்றியுள்ளார் !  அப்போதுதான் மறுபடியும் பரிதியின் அடுத்த உச்சநிலைக் கதிராட்டம் தொடங்கும் !  அதுவரை விண்ணுளவியின் ராக்கெட் உந்தல் எரிசக்தியை வீணாக்காமல் சேமித்து வைத்து சில இயக்கங்களையும் முடக்கி உளவி ஓய்வெடுத்துக் கொள்ள ஏற்பாடு செய்யப் பட்டுள்ளது !  பரிதியிலிருந்து 125 மில்லியன் மைல் தூரத்தில் பரிதியை மையமாகக் கொண்டு சுற்றிவரும் நீள் வட்ட வீதியில் (Helio Centric Orbit) உறங்கி வரும் கருவிகளைச் சூரிய கனல் வெப்பமே எழுப்பிவிடும் தகுதி பெற்றது.  இப்போது ஓய்வெடுக்கும் உளவி பரிதியை விட்டு அப்பால் நகன்று 250 மில்லியன் தொலைவை 2010 ஆண்டில் அடைந்து விடும்.

[தொடரும்]

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How did the Solar System form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 National Geographic Picture of Our Universe By Roy Gallant: (1986)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40206291&format=html[சூரியன்]
16 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40804101&format=html(What will Happen to the Sun ?)
17 Solar System Formation By Jeff Scott (October 16, 2005)
18. Spaceflight Now -Breaking News. Controllers Working to Keep “Ulysses Sun Orbiter Alive” By :Stephen Clark (www.spaceflightnow.com/news/n0804/15ulysses) [April 18, 2008]

19.  http://www.spacedaily.com/reports/A_twist_on_planetary_origins_999.html  [January 15, 2015]

20. http://www.spacedaily.com/reports/Meteorite_material_born_in_molten_spray_as_embryo_planets_collided_999.html  [January 15, 2015]

21. https://www.reference.com/science/temperature-change-depth-earth-f512bcda03abccce

22.   https://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_gradient  [February 1, 2018]

23.  https://www.livescience.com/61715-earth-inner-core-paradox.html  [February 9, 2018]

24.  http://earth-chronicles.com/science/the-inner-core-of-the-earth-should-not-exist.html  [February 12, 2018]

25.  https://en.wikipedia.org/wiki/Inner_core  [February 17, 2018]

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

S. Jayabarathan [jayabarathans@gmail.com] February 18, 2018 [R-1]

கதிரியக்கம் இல்லாத எதிர்கால அணுப் பிணைவு மின்சக்தி உற்பத்திக்குப் போரான் – ஹைடிரஜன் புதிய எரிக்கரு பயன்படும்

Featured

fusion-reaction

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

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

பிண்டமும் சக்தியும் ஒன்றெனக்
கண்டார் ஐன்ஸ்டைன்
சமன்பாட்டு மூலம் !
அணுப்பிளவு யுகம் மாறி
அணுப்பிணைவு யுகம் உதயமாகும் !
கதிரியக்க மின்றி
மின்சார விளக்கேற்றும்  !
இயல்பாய்த்
தேய்ந்து மெலியும் ரேடியம்
ஈயமாய் மாறும் !
யுரேனியம் சுயப் பிளவில்
ஈராகப் பிரிந்து
பிளவு சக்தி உண்டாகும் !
பேரளவு உஷ்ணத்தில்
சூரியனில் நேரும் பிணைவு போல்
போரான் – நீரக வாயு  
எரிக்கரு  அழுத்தப் பட்டு
பேரளவு வெப்ப சக்தி  
புதியதாய் உண்டாக் கப்படும். 
கதிரியக்க மின்றி
மின்காந்த அரணுக்குள் !

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

சூட்டுப் பிணைப்பு மூலம் போரான் – நீரக வாயு அணுக்கருப் பிணைப்பு இயக்கத்தில்  பேரளவு வெப்பசக்தி உற்பத்தி.

2017 டிசம்பர் 28 ஆம் தேதி ஜெர்மன் நாட்டு  மாக்ஸ் பிளாங்க் ஒளிப்பிழம்பு பௌதிக ஆய்வுக்கூடத்தின்   [Max Planck Institute for Plasma Physics]  ஆய்வுக்குழுவினர் முதன்முதலாய்ப் புதிய முறையில் அணுப்பிணைவு இயக்க மூலம் பேரளவு வெப்பசக்தி உண்டாக்கும் திட்டத்தை வெளியிட்டுள்ளார்.  கடந்த 60 ஆண்டு களாய் இதுவரை அணுப் பிணைவு [Nuclear Fusion] இயக்கத்துக்கு ஹைடிரஜன் வாயுவின் ஏகமூலங்கள் [Isotopes] எனப்படும் டிரிடியம் & டியுட்டீரியம் [Tritium & Deuterium Isotopes] கதிரியக்க மூலகங்கள் பயன்படுத்தப் பட்டு வருகின்றன.  இப்போது ஜெர்மன் அணுக்கரு பௌதிக  ஆராய்ச்சியாளர் போரான் & நீரக வாயுவை [Boron & Hydrogen] எரிக்கருவாக எளிய ஓர் கோள வடிவுச் சாதனத்தில் பயன்படுத்தி வெப்பசக்தி உண்டாக்க முடியும் என்று அறிவித்துள்ளார்கள்.  இப்போது கூட்டு முயற்சியில் பிரான்சிலும், மற்ற உலக நாடுகள் தனியாகவும் செய்துவரும் சோதனைகள் வெற்றி அடையும் முன்பே, போரான் – நீரக வாயு பிணைப்பியக்கம் மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யும் என்று உறுதி யாக நம்பப்படுகிறது.  இந்தப் புதிய அணுப்பிணைவுத் திட்டத்தை 2017 டிசம்பர் 12 ஆம் தேதி ஹையன்ரிக் ஹோரா [Heinrich Hora] என்பவர் லேசர் & துகள் கற்றை வெளியீட்டில்  [Journal of Laser & Particle Beams]  அறிவித்துள்ளார்.

ஹையன்ரிக் ஹோரா சொல்கிறார் :  நீரக வாயு & போரான் -11 மூலகம் [Hydrogen -0] [One Proton and Boron -11 (Boron with 6 Neutrons)] இரண்டையும் திணிவு மிகுத்த நிலையில் [100,000 times More density than ITER Fuel], பேரளவு உஷ்ணமுடன் [5 பில்லியன் டிகிரி F (3  பில்லியன் டிகிரி C)], ஒரு கோள வடிவான அரணில் அழுத்திப் பிணைத்தால், மூன்று ஹீலியம் [Helium -4] உண்டாகும்.  அந்த இயக்கத்தில் எழும் ஒளிப்பிழம்பிலிருந்து [Plasma], நேராக மின்சாரம் தயாரிக்கலாம்.  தற்போது நடைபெறும் சோதனைச் சாதனங்கள் பெரிய துளைவடை வடிவு [Donut – Shaped Chambers] உடையவை. பெருத்த மின் காந்தச் சுவர்கள் சூழ்ந்து இருப்பவை.  அந்த சாதனத்தில் டியுடீரியம் & டிரிடியம் ஏகமூலங்கள் [Deuterium & Tritium Isotopes] பேரளவு சூடாக்கப்பட்ட ஒளிப்பிழம்பால்  [Superheated Plasma] அழுத்தப்பட்டு பிணைக்கப் படுகின்றன.  இந்த விதமான அணுக்கருப் பிணைப்பு இயக்கத்தில் ஹீலியம் உண்டாகி வெப்பசக்தியும் கூடவே ஒரு நியூட்ரான் விளைகிறது.  இந்த உயர் சக்தி நியூட்ரான் [High Energy]  அருகில் உள்ள உலோகச் சாதனங்களில் பட்டு சிறிதளவு  கதிரியக்கம் உண்டாகிறது.

Hydrogen – Boron Hot Fusion Reactor

போரான் – நீரக வாயு சூட்டுப் பிணைப்பு அணு உலை 

2017 டிசம்பர்  28 ஆம் தேதி அறிவிக்கப்பட்ட புதிய எரிக்கரு அணு உலை [Nuclear Fuel Reactor] பயன்படுத்தும் எரிக்கரு  ஹைடிரஜன் -1 & போரான் -11 [Hydrogen -1 & Boron -11].  இந்த எரிக்கரு 1 பில்லியன் டிகிரி உஷ்ணத்தில், பேரளவு அழுத்தத்தில் பிணைப்பியக்கம் தூண்டப் படுகிறது.  இந்த இயக்கத்தில் உண்டாகும் வெப்பசக்தி அனைத்தும்  3 ஹீலியம் -4 மூலகமாய் [ஆல்ஃபா கதிர்வீச்சாக]  [Alpha Radiation]  ஒவ்வொன்றும் 8 MeV அளவில்  வெப்பசக்தியாய் வெளியாகிறது.  ITER மாடல் அணு உலைபோல், H–B பிணைவு அணு உலையில்,  உயர் சக்தி நியூட்ரான்கள் [High Energy Neutron]  வெளியேறா.  இப்புதிய போரான் – ஹைடிரஜன் அணுப்பிணைவு அணு உலை முன்னோடி மாடல் இன்னும் உலகில் தயாரிக்கப் படவில்லை.  ஆனால் புதிய போரான் – நீரக வாயு அணு உலைகள் விரைவில் கட்டப்படும் என்று உறுதியாக எதிர்பார்க்கலாம்.

Laser Fusion Experiment

நாங்கள் செய்யப் போவது இதுதான்:  ஒரு கட்டுப்பாட்டு முறையில்  எரிக்கரு வில்லைச் சிமிழின் [Deuterium – Tritium Pellet [D-T Pellet]  Fuel Capsule] வெளிப்புற கவசத்தை எக்ஸ்ரே கதிர்கள் மூலம் உடைப்பதே எங்கள் முயற்சி.   அப்படிச் செய்யும் போது எரிக்கரு வில்லை [D-T Pellet]  அழுத்தம் அடைந்து, சரியான கட்டத்தில் அணுப் பிணைவு இயக்கம் தூண்டப்படும்.

ஜான் எட்வேர்ட்ஸ்  [Associate Director, NIF National Ignition Facility for Fusion Power]  

எக்ஸ்ரே கதிர்கள் தூண்டும் அணுப்பிணைவு முறையில் தீர்க்கப் பட வேண்டிய  ஒரு பெரும் இடையூறு : எருக்கருச் சிமிழ் முதிரா நிலையில் முன்னதாய் முறிந்து போய் [Premature Breakdown] விடுவது.   ஆற்றல் மிக்க எக்ஸ்ரே கதிர்களின் அடர்த்தி காலிச் சிமிழி குறியில் [Hohlraum –> Hollow Room]  தேவையான அழுத்தம் உண்டாக்கி அணுப் பிணைவைத் தூண்டுகிறது.

ஜான் எட்வேர்ட்ஸ்  [Associate Director, NIF National Ignition Facility for Fusion Power]  

Fusion power -4

பிண்டம் ! சக்தி ! அணுப்பிணைவு சக்தி !

இரண்டாம் உலகப் போர் நடந்து கொண்டிருந்த போது அமெரிக்காவில் லாஸ் அலமாஸ் இரகசிய தளத்தில் நூற்றுக் கணக்கான ஈரோப்பிய, வட அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் ஈடுபட்டு அணுப்பிளவுச் சக்தியைத் தொடரியக்கத்தில் உண்டாக்கிப் பேரழிவுப் போராயுதத்தைத் தயாரித்தனர் !  அதுபோல், அமைதிக் காலத்திலே பன்னாட்டு விஞ்ஞானப் பொறியியல் நிபுணர்கள் பிரான்ஸில் கூடி முதன்முதல் அணுப்பிணைவு எரிசக்தியில் பேரளவு மின்சக்தியை உற்பத்தி செய்யப் போகிறார்கள்.

கட்டுரை ஆசிரியர்

“அணுசக்தி ஆற்றல் உற்பத்தியில் அணுப்பிணைவு (Nuclear Fusion) முறைப்பாடு சூழ்வெளிப் பசுமைப் பண்பாடு மின்சாரமாகக் கருதப்படுகிறது. அது அணுப்பிளவு (Nuclear Fission) முறைப்பாடை விட சூழ்வெளித் துர்மாசுக்கள் மிகவும் குறைவானது.”

ஜாப் வாண்டர் லான் – நெதர்லாந்து எரிசக்தி ஆய்வு மையம். (June 28, 2005)

அணுப்பிணைவு மின்சக்தி சோதனையில் செய்த ஒரு பெரும் சாதனை

காலிஃபோர்னியாவின் வாரென்ஸ் லிவர்மோர் தேசீய சோதனைக் கூடத்தில்   [Dept of Energy’s Lawrence Livermore National Lab]  [National Ignition Facility- NIF]    ஆராய்ச்சியாளர்கள்  அணுபிணைவு சக்தி வெளியீட்டில் ஒரு நூதனச் சாதனையைச் சோதனையின் போது செய்து காட்டினர்.   தேசீய அணுப்பிணைவுத் தூண்டல்  யந்திரத்தில் [National Ignition Facility – NIF]  ஒருமித்த ஆற்றல் மிக்க 192  லேசர் ஒளிக்கதிர்களை உண்டாக்கி  [1.8 மெகா ஜூல்ஸ் சக்தியில்] (megajoules of energy) முதன்முதல் 500 டெட்ரா வாட்ஸ் மின்சார ஆற்றலை [tetrawatts power – 10^12 watts] உருவாக்கினர்.   இந்த அசுர மின்னாற்றல் ஒரு கணத்தில் அமெரிக்கா பயன்படுத்தும் மொத்த மின்சார யூனிட்டுகளை விட 1000 மடங்கு ஆகும்.  அதாவது பூமியிலே ஒரு குட்டிச் சூரியனை முதன்முதல் உண்டாக்கி விட்டார்.

சூரியன் போல் அணுப்பிணைவு நியதியில் பேரளவு வெப்ப சக்தி வெளியாக்கச் செய்யும் சோதனையில் முதன்முதல் சுயமாய்ப் அணுப்பிணைவுத் தொடரியக்கம் நீடிக்கச் செய்து பேரளவு மின்னாற்றலை உற்பத்தி செய்தனர்.  இவ்வரிய தகவல் செய்தி,  பிளாஸ்மா ஒளிப் பிழம்பு பௌதிக இதழில்  [Journal Physics of Plasmas] சமீபத்தில் வெளியிடப் பட்டுள்ளது.   ஆயினும் அணுப் பிணைவு மின்சக்தி  உற்பத்தி வாணிப நிலைக்கு வர,  இன்னும் மூன்று முக்கிய இடையூறுகள் தீர்க்கப்பட வேண்டும்.

Fusion Power Progress

சுய நீடிப்பு அணுப்பிணைவு இயக்க சக்திக்கு நேரும் மூன்று இடையூறுகள் :

1.  விசைகள் சமநிலைப்பாடு [Equilibrium of Forces]  :

பிளாஸ்மா  ஒளிப் பிழம்பு மீது இயங்கும் உந்துவிசைகள் சமநிலைப் படவேண்டும்.  இல்லாவிட்டால் பிளாஸ்மா ஓரினத் தன்மையின்றி முறிந்து போகும்.   இந்த விசைச் சமன்பாடு இழப்பு முதல் இடையூறு.   அதற்கு முடத்துவ அரண் அமைப்பு [Inertial Confinement] ஓர் விதிவிலக்கு.   அதனில் பௌதிக இயக்கம் பிளாஸ்மா முறிவதற்குள் விரைவாக நிகழ வேண்டும்.

2.  பிளாஸ்மா நீடிப்பு  [Plasma Stability] :

பிளாஸ்மா ஒருமைப்பாடு சிறு ஏற்ற இறக்கம், குறைவு நிறைவு செய்யப் பட்டு  முதல் வடிவத்துக்கு மீள வேண்டும்.   இல்லா விட்டால் பிளாஸ்மாவில் தவிர்க்க முடியாத பாதிப்புகள் நேரிடும்.   பிறகு அந்த தவறு செங்குத்தாக ஏறி பிளாஸ்மா முற்றிலும் அழிந்து போகும்.

3.   துகள்கள் போக்கு  [Transport of Particles] :

துகள்கள் இழப்பு பாதைகள் பூராவும் மிகவும் குறைய வேண்டும்.    அதைக் கசிய விடாமல் காப்பது முடத்துவ அரண் அமைப்பு [Inertial Confinement].

அணுப்பிணைவு மின்சக்தி சோதனையில் இந்த பிரச்சனைகள் தீர்க்கப்பட்டு விரைவில் வாணிப நிலைக்கு விரைவில் வரலாம் அல்லது சற்று நீடிக்கலாம்.  எப்படியும் 2050 ஆண்டுக்குள் அணுப்பிணைவு மின்சக்தி வர்த்தக ரீதியில் மின் விளக்குகளை ஏற்றிவிடும் என்று நிச்சயம் எதிர்பார்க்கலாம்.

“சூழ்வெளிக் காலநிலை மாற்றாமல் பேரளவு மின்சக்தி ஆக்க முடியும் என்ற எதிர்பார்ப்பு முயற்சியில் அணுப்பிணைவுச் சக்தி விருத்தி அடையப் பிரான்சில் விரைவாகக் கட்டப் போகும் அகில நாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலை (ITER) ஒரு பெரும் வரலாற்று மைல் கல்லாகக் கருதப்படுகிறது.”

பேராசிரியர் கிரிஸ் லிவெல்லின் ஸ்மித் (UK Atomic Energy Agency) (June 28, 2005)

“அகிலநாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலைக் (ITER) கட்டுமான வேலைகள் 2005 ஆண்டு இறுதியில் துவங்கும். திட்டத்தின் பொறித்துறை நுணுக்க விளக்கங்கள் யாவும் இப்போது முடிவாகி விட்டன. அகில நாடுகளின் முழுக் கூட்டுழைப்பில் (ஈரோப்பியன் யூனியன், ரஷ்யா, அமெரிக்கா, கனடா, சைனா, ஜப்பான்) பூரணமாகி இத்திட்டம் முன்னடி வைப்பதில் நாங்கள் பூரிப்படைகிறோம்.”

பையா ஆரன்கில்டே ஹான்ஸன் (European Commission) (June 28, 2005)

“கடந்த 15 ஆண்டுகளாக அகிலநாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலைத் (ITER) திட்ட அமைப்பில் பங்களித்து அது நிறுவனமாகச் சிக்கலான உடன்பாடுகளில் உதவி செய்தது குறித்து, அணுசக்திப் பேரவை (IAEA) பெருமகிழ்ச்சி அடைகிறது. மேலும் பரிதியை இயக்கும் மூலச்சக்தியான அணுப்பிணைவுச் சக்தியை விஞ்ஞானப் பொறியியல் சாதனங்களால் பூமியில் உற்பத்தி செய்யக் கூடுமா என்று ஆராயும் அத்திட்டத்துக்கும் அணுசக்தி பேரவை தொடர்ந்து உதவி புரியும்.”

வெர்னர் புர்கார்ட் (Deputy Director General & Haed IAEA Nuclear Science and Applications) (June 28, 2005)

“அகிலநாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலை (ITER) கூடிய விரைவில் இயங்க ஆரம்பித்து உலக மாந்தர் அனைவருக்கும் எதிர்காலத்தில் மின்சக்தி அளிக்கும் என்று உறுதியாக நம்புகிறோம்.”

நரியாக்கி நகயாமா (ஜப்பான் விஞ்ஞான அமைச்சர்) (June 28, 2005)

பிரான்சில் புது அணுப்பிணைவு மின்சக்திச் சோதனை நிலையம்

முதல் அகிலநாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலைக் (ITER) கட்டுமானத் திட்டத்தில் ஜப்பான் தேசம் கடுமையாகப் போட்டி யிட்டாலும் இறுதியில் வெற்றி பெற்றது பிரான்ஸ். அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துக்கு (International Space Station) அடுத்தபடி வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை நிலைய அமைப்பே நிதிச் செலவு மிக்க (12 பில்லியன் டாலர் திட்டம்) ஓர் திட்டமாகக் கருதப் படுகிறது ! வெப்ப அணுக்கருச் சக்தி எனப்படுவது பரிதி ஆக்கும் அணுப்பிணைவுச் சக்தியைக் குறிப்பிடுகிறது. இதுவரைச் சூழ்வெளியை மாசுபடுத்திய அணுப்பிளவு, நிலக்கரி போன்ற பூதள எருக்கள் (Fission & Fossil Fuels) போலின்றி ஒப்புநோக்கினால் பேரளவு தூயதானது அணுப்பிணைவுச் சக்தியே (Fusion Energy) !

Fusion Reactor -1

பதினெட்டு மாதங்கள் தர்க்கத்துக்கு உள்ளாகி முடிவாக ஜூன் 28 2005 ஆம் தேதி மாஸ்கோவில் ஆறு உறுப்பினர் (ஈரோப்பியன் யூனியன், ரஷ்யா, அமெரிக்கா, கனடா, சைனா, ஜப்பான்) உடன்பட்டு அகிலநாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலையைக் [International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)] கட்டுமிடம் பிரான்ஸாக ஒப்புக் கொள்ளப் பட்டது. ITER திட்டத்தின் முக்கிய பங்காளர்கள் ஈரோப்பியன் யூனியன் (இங்கிலாந்து, பிரான்ஸ், ஜெர்மனி, இத்தாலி, ஸ்பெயின், ஹங்கேரி, டென்மார்க், ஆஸ்டியா, நெதர்லாந்து, போலந்து, ஸ்வீடன். . . ), ரஷ்யா, அமெரிக்கா, கனடா, சைனா, ஜப்பான், தென் கொரியா, இந்தியா). நிதிப் பங்களிப்பில் ஈரோப்பியன் யூனியன் 50% தொகை அளிப்பை மேற்கொண்டது. பிரான்ஸில் இடத்தேர்வு : மார்சேல்ஸ் நகருக்கு 60 கி.மீ. (37 மைல்) தூரத்தில் இருக்கும் “கடராச்சே அணுவியல் ஆராய்ச்சி மையம்” (Cadarache in France).

 

அகில நாட்டு அணுப்பிணைவுச் சோதனை நிலையத்தின் விபரங்கள்

வியன்னாவில் இருக்கும் அகில நாட்டு அணுசக்திப் பேரவை தலைமை அகத்தில் நீண்ட காலக் குறிக்கோள் திட்டமான அணுப்பிணைவுச் சக்தி ஆக்கத்தின் முன்னடி வைப்பு 2005 ஜூன் 28 ஆம் தேதியில் ஒரு பெரும் விஞ்ஞானச் சாதனையாக வெற்றிவிழாக் கொண்டாடப் பட்டது ! அன்றுதான் உலகத்திலே மிகப் பெரிய முதல் அகில நாட்டு அணுப்பிணைவுச் சக்தி சோதனை நிலையம் பிரான்சில் கட்டி இயக்கத் திட்டம் துவங்கியது ! அதை டிசைன் செய்து கட்டி இயக்கப் போகிறவர் ஒரு நாட்டை மட்டும் சேர்ந்த சில விஞ்ஞானிகள், பொறியியல் நிபுணர்கள் அல்லர். பன்னாட்டு விஞ்ஞானிகள் ! பன்னாட்டுப் பொறித்துறை வல்லுநர்கள் ! இரண்டாம் உலகப் போர் நடந்து கொண்டிருந்த போது அமெரிக்காவில் லாஸ் அலமாஸ் இரகசிய தளத்தில் நூற்றுக் கணக்கான ஈரோப்பிய, வட அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் ஈடுபட்டு அணுப்பிளவுச் சக்தியைத் தொடரியக்கத்தில் உண்டாக்கிப் பேரழிவுப் போராயுதத்தைத் தயாரித்தனர் ! அதுபோல், அமைதி காலத்திலே பன்னாட்டு விஞ்ஞானப் பொறியியல் நிபுணர்கள் பிரான்ஸில் கூடி முதன்முதல் அணுப்பிணைவு எரிசக்தியில் பேரளவு மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யப் போகிறார்கள் !

அணுப்பிணைவுச் சோதனை நிலையம் 500 மெகாவாட் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும்.

— நிலைய மின்சார உற்பத்தி : 500 MW
— நியூட்ரான் சக்தி : 14 MeV (Million Electron Volt).
— காந்த மதில் ஆற்றல் தகுதி : 0.57 MW/Square meter
— பிளாஸ்மா (கனல் பிழம்பு) பெரு ஆரம் : 6.2 மீடர்.
— பிளாஸ்மா (கனல் பிழம்பு) குறு ஆரம் : 2.0 மீடர்
— பிளாஸ்மா மின்னோட்டம் : 15 MA (Million Amps)
— பிளாஸ்மா கொள்ளளவு : 837 கியூபிக் மீடர்.
— வளையத்தின் காந்த தளம் 6.2 மீடரில் 5.3 T (Toroidal Field)
— நிலைய யந்திரங்கள் இயக்கத் தேவை : 78 MW
— நிலையத் திட்டச் செலவு : 12 பில்லியன் டாலர் (2005 நாணய மதிப்பு)

அணுப்பிணைவுச் சக்தி எப்படி உண்டாகிறது ?

சூரியனிலும் சுயவொளி விண்மீன்களிலும் ஹைடிரஜன் வாயுவை மிகையான ஈர்ப்பு விசை அழுத்தத்தில் 10 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ணத்தில் பிளாஸ்மா நிலையில் (கனல் பிழம்பு) இணைத்து அணுப்பிணைவுத் தொடரியக்கத்தில் ஹீலிய வாயும் வெப்பச் சக்தியும் வெளியாகின்றன. அந்த வெப்ப மோதலின் விளைவில் உயர்சக்தி நியூட்ரான்களும் (High Energy Neutrons) எழுகின்றன ! ஹைடிரன் ஏகமூலங்களான (Isotopes of Hydrogen) டியூடிரியம் & டிரிடியம் (50% Deuterium & 50% Tritium) அணுப்பிணைவு எருக்களாகப் பயன்படுகின்றன. ஹைடிஜன், டியூடிரியம், டிரிடியம் மூன்று வாயுக்களின் அணுக்கருவிலும் ஒரே ஒரு புரோட்டான் உள்ளது. ஆனால் டியூடிரியத்தில் ஒரு புரோட்டான், ஒரு நியூட்ரான் உள்ளன. டிரிடியத்தில் ஒரு புரோட்டானும், இரண்டு நியூட்ரான்களும் இருக்கின்றன. அவை பேரளவு உஷ்ணத்தில் (100 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ்) பிளாஸ்மாவாகி ஒன்றுடன் ஒன்று இணைந்து ஹீலியமாகின்றன. அந்த உஷ்ணம் பரிதியின் உட்கரு உஷ்ணத்தை விட 10 மடங்கி மிகையானது !அணுப்பிணைவுக்கு அத்தகைய மிகையான உஷ்ணம் ஏன் தேவைப் படுகிறது ? பரிதியின் வாயுக் கோளத்தில் 10 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ணம் உண்டாவதற்கு அதன் அசுர ஈர்ப்புச் சக்தி அழுத்தம் கொடுக்கிறது. அந்த உஷ்ணத்தில் அணுக்கருக்கள் ஒன்றை ஒன்று இழுத்துச் சேர்த்துக் கொள்கின்றன. ஆனால் மனிதர் உண்டாக்கும் அணுப்பிணைவு உலையில் அத்தகைய அழுத்தம் ஏற்படுத்த முடியாததால் அணுப்பிணைவை உண்டாக்கப் பத்து மடங்கு உஷ்ண நிலை தேவைப்படுகிறது. அந்த அழுத்தத்தை எப்படி உண்டாக்குவது ?1. வாகன எஞ்சின் போல் பிஸ்டன் மூலம் வாயுக்களில் அழுத்தம் உண்டாக்கி வாயுக்களில் உஷ்ணத்தை அதிகமாக்கலாம்.

2. மின்சார ஓட்டத்தை ஏற்படுத்தி வாயுக்களில் உஷ்ணப் படுத்தலாம்.

3. வாயுக்களை ஓர் அரணுக்குள் உயர்சக்தி நியூட்ரான்களால் தாக்கி உஷ்ணத்தை மிகையாக்கலாம்.

4. நுண்ணலைகள் (Microwaves) மூலம் அல்லது லேஸர் கதிர்களால் (Laser Beams) வாயுக்களில் உஷ்ணத்தை மிகைப்படுத்தலாம்.

மூன்று முறைகளில் பிளாஸ்மா கனல் பிழம்பை உண்டாக்கலாம்:

1. பிளாஸ்மா அரண் (Plasma Confinement) (பரிதி, விண்மீன்களில் உள்ளதுபோல்)

2. முடத்துவ முறை (Inertial Method).

3. காந்தத் தளமுறை (Magnetic Method).

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 டன்வாயு 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! 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!

அணுப்பிணைவை ஆய்வுக் கூடத்தில் எவ்வாறு ஆக்குவது ?

ஹைடிரஜன் வாயுவுக்கு இரண்டு ‘ஏகமூலங்கள்’ [Isotopes] உள்ளன. ஒன்று டியூட்டிரியம் [Deuterium], மற்றொன்று டிரிடியம் [Tritium]. ஏகமூலங்கள் என்பவை, ஒரே புரோட்டான் [Proton] எண்ணிக்கை கொண்டு, வெவ்வேறு நியூட்ரான் [Neutrons] எண்ணிக்கை யுள்ள மூலகங்கள் [Elements]. ஏகமூலங்கள் ஒரே மின்னீர்ப்பு [Electric Charge] மேவி, வெவ்வேறு அணுப்பளுவைக் [Atomic Mass] கொண்டவை. மூலகங்களின் அணிப் பட்டியலில் [Periodic Tables of Elements], ஏகமூலங்கள் யாவும் ஒரே இல்லத்தில் இடம் பெறுபவை. டியூட்டிரியம் மூலஅணு [Molecule] நீரில் 7000 இல் ஒன்றாக இயற்கையில் இருப்பதை, ரசாயன முறையில் பிரித்து எடுக்க வேண்டும். டிரிடியம் கனநீர் யுரேனிய அணு உலைகள் [Heavy Water Uranium Reactors] இயங்கும் போது, கனநீரில் உண்டாகிறது. கனடாவில் இயங்கும் காண்டு [CANDU] அணு உலைகளில் நிறைய கனநீரும், டிரிடியமும் இருப்பதால், பிணைவுச் சக்தி ஆய்வுக்குத் தேவையான எளிய வாயு மூலகங்கள் [Light Elements] கனடாவில் எப்போதும் கிடைக்கின்றன. ஆராய்ச்சி முறையில் பயன் படுத்திய போது, எளிய மூலகங்களான ஹைடிரஜன், டியூட்டிரியம், டிரிடியம், லிதியம் ஆகியவற்றில், [டியூட்டிரியம் + டிரிடியம்] வாயு இணைப்பே அதிக வெப்ப சக்தியை ஈன்றதால், உலகில் பல நாடுகள் அணுப் பிணைவு உலையில், அவ்விரண்டு வாயுக்களையே எரிப் பண்டங்களாய் உபயோகித்து வருகின்றன. இந்த இயக்கம் தூண்டுவதற்கு வேண்டிய உஷ்ணம், 80 மில்லியன் டிகிரி C.டியூட்டிரியம் +டிரிடியம் –> ஹீலியம் +நியூட்ரான் +17.6 MeV சக்தி Deuterium +Tritium –> Helium +Neutron +17.6 MeV Energy

இருபதாம் நூற்றாண்டில் உருவான மிக மேம்பட்ட ஆய்வுப் பிணைவு உலை [Fusion Reactor] ‘டோகாமாக்’ [Tokamak] என்பது, காந்தக் கம்பிகள் சுற்றப் பட்டு டோனட் [Donut] வளையத்தில் அமைந்த ஒரு பிரம்மாண்ட மான மின்யந்திரம். ‘டோகாமாக் ‘ என்பது ரஷ்யச் சுருக்குப் பெயர். அதன் பொருள்: வளை காந்தக் கலம் [Toroidal Magnetic Chamber]. அதனுள்ளே பேரளவு காந்தத் தளத்தைக் கிளப்பி பல மில்லியன் டிகிரி உஷ்ணத்தில் மின்னியல் வாயுப் பிழம்பை [Plasma] உண்டாக்கி வளையச்சுவர் கடும் வெப்பத்தில் உருகிப் போகாமல் உள்ளடக்க வேண்டும்! இத் தேவைக்கு உகந்த உலோகம் இன்னும் கண்டு பிடிக்கப்படவில்லை! பிண்டம் நான்கு வித வடிவுகள் [Four States of Matter] கொண்டது. திடவம், திரவம், வாயு, பிழம்பு [Solid, Liquid, Gas & Plasma]. வாயு அதிக உஷ்ணத்தில் நேர், எதிர் மின்னிகளாய்ப் [Positive, Negative Ions] பிரிந்து பிழம்பு வடிவாக மாறி மின்கடத்தி [Electrical Conductor] யாகிறது. பிணைவுச் சக்தியை மூலமாகக் கொண்டு இயங்கும் மின்சக்தி நிலையத்தில், ஹீலிய வாயு பிழம்பின் வெப்பப் போர்வையாகவும், கடத்தியாகவும் [Helium Blanket for Plasma & Heat Transport Medium] பயன் ஆகலாம். சூடேரிய ஹீலிய வாயு வெப்ப மாற்றியில் [Heat Exchanger] நீராவியை உண்டாக்கி டர்பைன் ஜனனியை [Turbine Generator] ஓட்டச் செய்யலாம். அமெரிக்காவின் மிகப் பெரும் ஆய்வு டோகாமாக், நியூ ஜெர்ஸி பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக் கழகத்தில் 1981 ஆம் ஆண்டு நிறுவப்பட்டு இயங்கி வருகிறது.

மூன்று வித முறைகளில் அனல் பிழம்பை அரணிட்டு [Plasma Confinement] அணுப்பிணைவு இயக்கம் நிகழ்த்தலாம். முதலாவது முறை ‘ஈர்ப்பியல் அரண் பிணைப்பு ‘ [Gravitational Confinement Fusion]. இம்முறைக்கு சூரிய, சுடரொளி விண்மீன்களில் இயங்கும் பேரளவு உஷ்ணம், வாயுப் பேரழுத்தம் தேவைப் படுகிறது. மனிதனால் இவற்றைப் பூமியில் சாதிக்க முடியாது! அடுத்தது, ‘காந்தவியல் அரண் பிணைப்பு’ [Magnetic Confinement Fusion]. ஆய்வுக் கூடத்தில் இது சாத்திய மானது. 1950 ஆம் ஆண்டு முதல் ஆராய்ச்சி முறைக்கு உலகெங்கும் பயன் படுகிறது. இம்முறையில் உருவானதுதான் டோகாமாக் [Tokamak] யந்திரம். அனல் பிழம்பு நீடிக்க, மூன்று முக்கிய நிபந்தனைத் தொடர்புகள் பொருந்த வேண்டும்: உஷ்ணம், காலம், அடர்த்தி [Temperature, Time & Density]. 200 மில்லியன் டிகிரி உஷ்ணப் பிழம்பு சில வினாடிகள் நீடிக்க, வாயு அடர்த்தி ஓரளவு தேவை. இந்த உறவை ‘லாசன் நியதி ‘ [Lawson Criterion] என்று கூறுவர். மூன்றாவது முறை: ‘முடவியல் அரண் பிணைப்பு’ [Inertial Confinement Fusion]. இதில் லேசர் வீச்சுக் கதிர்களைப் [Laser Beams] பாய்ச்சி உள்வெடிப்பு [Implosion] நிகழ்த்தி அனல் பிழம்பு உண்டு பண்ணிப் பிணைப்பு சக்தி ஏற்படுத்துவது. இம்முறை பெரும்பாலும் அணு ஆயுதம் [Nuclear Weapons] தயார் செய்ய, யுத்த விஞ்ஞானிகளுக்குப் பயன் படுகிறது.

அணுப்பிணைவுச் சக்தியின் நிறைபாடுகள்! குறைபாடுகள்!

பிணைவுச் சக்தி பிளவுச் சக்தியை விட பல முறைகளில் மேன்மை யுற்றது. அணுப்பிணைவு சக்தியில், அணுப் பிளவு சக்திபோல் உயிர் இனங்களைத் தாக்கி வதைக்கும் பயங்கரக் கதிரியக்கம் [Radioactivity] அதிக அளவு இல்லை! பிணைவுச் சக்தியால் எழும் கதிரியக்கம் மிகச் சிறிதளவே! அமெரிக்காவின் திரீமைல் தீவு, ரஷ்யாவின் செர்நோபிள் அணுப்பிளவுச் சக்தி நிலையங்களில் ஏற்பட்ட பயங்கர விபத்தின் போது, உலையின் எரிக்கோல்கள் பல உருகிப் பெரும் சிக்கலை உண்டாக்கியது! பிணைவு உலைகளில் எரிக்கோல் உருகிப் போகும் அபாயம் எதுவும் இல்லை! அணுப் பிணைவு நிலையங்களிலிருந்து தினம் வெளியேறும் கழிவு வாயுக்கள் மனிதர் மற்றும் இதர உயிரினங் களுக்குத் தீங்கு தருவன அல்ல! அவைச் சூழ்வெளியைச் [Environment] சுத்தமாக வைத்திருக்க உதவி புரிபவை! பிணைவு இயக்கம் ரசாயனத் தீயின் கடும் விளைவுகளை உண்டாக்காது! மேலும் பிணைவு உலைகளில் பயன்படும் எரி வாயுக்கள் ஹைடிரஜன், டியூட்டிரியம் உலகெங்கும் நீரில் அளவற்ற கன அளவு கிடைக்கிறது. எதிர் காலத்தில் பல நூற்றாண்டுகளுக்கு வேண்டிய, வாயு எரி பொருளுக்குப் பஞ்சமே இருக்காது!ஆராய்ச்சி அணுப்பிணைவு உலைகளுக்கு இதுவரை உலக நாடுகள் 2 பில்லியன் டாலர்கள் செலவழித் துள்ளன! கால தாமதம் ஆவதால், இன்னும் 50 பில்லியன் டாலர் தொகை செலவாகலாம் என்று ஊகிக்கப் படுகிறது. மேலும் மிகச் சக்தி வாய்ந்த மின்காந்தத் தளம், அணுப்பிணைவு நிலையத்தில் இயங்குவதால், அதை ஆட்சி செய்யும் மனிதருக்கு அதனால் விளையும் தீங்குகள் என்ன என்பது யாருக்கும் தெரியாது! அடுத்து உலையில் பயன்படும் லிதிய [Lithium] திரவம் ரசாயன இயக்க உக்கிரம் உடையது! அதன் விளைவு களையும் அறிய வேண்டும். அனல் பிழம்புக்கு அதி உன்னத சூன்ய நிலை [High Vacuum] உலை வளையத்தில் நீடிக்கப்பட வேண்டும்! விசை மிக்க மின்காந்த அமுக்கமும், வேறுபாடு மிக்க கடும் உஷ்ண ஏற்ற இறக்கத்தால் நேரும் வெப்ப அழுத்தமும், அதி உக்கிர நியூட்டிரான் கணைத் தாக்குதலால் நிகழும் அடியும், தாங்கிக் கொண்டு நீண்ட காலம் உறுதியாக இயங்கும், நிலையச் சாதனங்களைக் கண்டு பிடிப்பது சிரமான முயற்சி.

அணுப்பிணைவு சக்தி உற்பத்தியின் மேம்பாடுகள்!

அணுப்பிணைவு உலைகளுக்கு வேண்டிய எரு உலக நீர்வளத்தில் எண்ணிக்கை யற்ற அளவு உள்ளது. பேரளவு ஆற்றல் கொண்ட அணுப்பிணைவு சக்தி நிலையங்களை அமைப்பது சாத்திய மாகும். மாபெரும் ஆற்றல் கொண்ட அணுப்பிணைவு நிலையத்துக்கும் தேவையானது சிறிதளவு எருதான்! உதாரணமாக 1000 MWe நிலையத்துக்கு ஓராண்டு வேண்டிய எரு 0.6 மெட்ரிக் டன் [1320 பவுண்டு] டிரிடியம்! பிணைவு சக்தியின் தீப்பிழம்பு மின்கொடைத் துகள்களின் வேகங்களைத் தணித்து, நேரடியாக அவற்றை மிகையான மின்சக்தி அழுத்தமாக [High Voltage Electricity] மாற்றிவிடலாம்! அம்முறையில் நீராவி உண்டாக்க கொதிகலம், வெப்பசக்தியை யந்திர சக்தியாக மாற்ற டர்பைன், தணிகலம் யந்திர சக்தியை மின்சக்தியாக மாற்ற மின்சார ஜனனி போன்ற பொது வெப்பச் சாதனங்கள் தேவைப்படா! பிணைவு உலைப் பாதுக்காப்பு அத்துடனே இணைந்துள்ளது. இயக்கத்தின் போது சிக்கல் நேர்ந்தால், அணு உலைத் தானாக விரைவில் நின்று விடும். பிளவு அணு உலைகளைப் போன்று, கதிரியக்கமோ, கதிர்வீச்சுக் கழிவுகளோ விளைவதில்லை! பிணைவு அணு உலையில் எழும் நியூட்ரான்கள் விரைவில் தீவிரத்தை இழப்பதால் பாதகம் மிகக் குறைவு. உலையின் மற்ற பாகங்களை நியூட்ரான் தாக்குவதால் எழும் இரண்டாம் தர கதிர்வீச்சுகளைக் கவசங்களால் பாதுகாப்பது எளிது. கதிர்ப் பொழிவுகளால் சூழ்மண்டல நாசம், நுகரும் காற்றில் மாசுகள் விளைவு போன்றவை ஏற்படுவதில்லை!

வெப்ப அணுக்கரு நிலையத்தை எதிர்த்து கிரீன்பீஸ் வாதிகள் கூக்குரல் !

ஒரு கிலோ கிராம் அணுப்பிணைவு எருக்கள் (Fusion Fuel Deuterium +Tritium) 10,000 டன் நிலக்கரிக்குச் (Fossil Fuel) சமமான எரிசக்தி அளிக்கும் ! இத்தகைய பேரளவுப் பயன்பாடு இருப்பதாலும், சிறிதளவு கதிரியக்கம் உள்ளதாலும் அணுப்பிணைவு எரிசக்தி அகில நாட்டு பொறித்துறை நிபுணரின் கவனத்தைக் கவர்ந்திருக்கிறது ! அணுப்பிளவு மின்சக்தி நிலையங்கள் போன்று அணுப்பிணைவு மின்சக்தி நிலையங்களில் நீண்ட கால உயர்நிலைக் கதிரியக்கப் பிளவுக் கழிவுகள் (Long Term High Level Fission Product Wastes) கிடையா ! சில பசுமைக் குழுவாதிகள் 2005 ஜூன் மாத ITER கட்டட அமைப்புத் திட்டத்தை பண விரயத் திட்டமென்று குறை கூறினர் ! அணுப்பிணைவு மின்சக்தி உற்பத்தி செயல் முறைக்கு ஒவ்வாதது என்று தமது நம்பிக்கை இல்லாமையை அவர் தெரிவித்தார். “12 பில்லியன் டாலரில் 10,000 மெகாவாட் கடற்கரைக் காற்றாடிகள் மூலம் தயாரித்து 7.5 மில்லியன் ஐரோப்பிய மக்களுக்கு மின்சாரம் பரிமாறலாம்,” என்று அகில நாட்டு கிரீன்பீஸ் பேரவையைச் சேர்ந்த ஜான் வந்தே புட்டி (Jan Vande Putte) கூறினார். “உலக நாடுகளின் அரசுகள் பணத்தை வீணாக விஞ்ஞான விளையாட்டுச் சாதனங்களில் விரையமாக்கக் கூடாதென்றும், அவை ஒருபோதும் மின்சக்தி அனுப்பப் போவதில்லை என்றும், 2080 ஆம் ஆண்டில் குவிந்து கிடக்கும் “மீள் பிறப்பு எரிசக்தியைப்” (Renewable Energy) பயன்படுத்தாமல் இப்போதே ஆரம்பிக்க வேண்டும் என்றும் பறைசாற்றினர்.

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

தகவல்

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Did the Solar System form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 The Origin of Earth (www.moorlandschool.co.uk/earth/earthorigin.htm)
20 IAEA Report – France to Host ITER International Nuclear Fusion Project (June 28, 2005)
21 IAEA Report Focus on Fusion By : IAEA Staff
22 IAEA Report – Fusion : Energy of the Future By : Ursula Schneider IAEA Physics Section
World Atom Staff Report.
23 BBC News : France Gets Nuclear Fusion (Experimental) Plant.
24 World : France Chosen to Host Experimental Fusion Reactor Project By : Breffni O’Rourke(June 28, 2005).
25 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40203101&format=html(அணுப்பிணைவுச் சக்தி அவனியின் எதிர்கால மின்சக்தி)
26 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40303172&format=html(இருபது ஆண்டுகளில் அணுப்பிணைவுச் சக்தி ஆக்கத்தில் வளர்ச்சி)
27 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40508052&format=html (21 ஆவது நூற்றாண்டின் அணுப்பிணைவுச் சக்தி ஆற்றலுக்கு லேஸர் கதிர்கள்)
28 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40709271&format=html(கதிரியக்கம் இல்லாத எதிர்கால அணுப்பிணைவு மின்சக்தி நிலையம்)

29.  http://www.popularmechanics.com/science/energy/next-generation/is-fusion-power-finally-for-real  [June 21, 2011]

30.  http://world-nuclear.org/info/Current-and-Future-Generation/Nuclear-Fusion-Power/#.UkceJNNza9I  [August, 2013]

31.  http://www.opli.net/opli_magazine/eo/2013/laser-fusion-experiment-yields-record-energy-at-llnl.aspx  [August 26, 2013]

32.  http://en.wikipedia.org/wiki/National_Ignition_Facility   [September 17, 2013]

33.  http://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power   [September 27, 2013]

34.  http://www.cbc.ca/news/technology/nuclear-fusion-hits-energy-milestone-1.2534140 [February 12, 2014]

35. http://www.world-nuclear-news.org/C-Progress-in-controlling-fusion-heat-bursts-18031501.html  [March 18, 2015]

36  https://www.forbes.com/sites/ethansiegel/2015/08/27/how-close-are-we-to-nuclear-fusion/#25a93ab916ec  [August 27, 2015]

36 (a). https://gizmodo.com/the-real-problem-with-fusion-energy-1777994830 [May 27, 2016]

37. https://www.theguardian.com/environment/2016/dec/02/after-60-years-is-nuclear-fusion-finally-poised-to-deliver [December 2, 2016]

38.  https://www.livescience.com/61298-new-fusion-reactor-uses-boron-and-hydrogen.html  [December 28, 2017]

39.  https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power  [January 10, 2018]

40.  https://www.iter.org/sci/beyonditer

41 https://physics.stackexchange.com/questions/178671/hydrogen-boron-fusion

42.  http://world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/nuclear-fusion-power.aspx  [November, 2017]

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com)  January 14, 2018 [R-1]

https://jayabarathan.wordpress.com/

உலகிலே மிகப்பெரும் 100 மெகாவாட் ஆற்றல் மின்கலச் சேமிப்பணி [Battery Bank] ஆஸ்திரேலியாவில் நிறுவகமாகப் போகிறது.

Featured

World’s Largest Lithium Ion Battery Banks

By Tesla

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

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

சூரிய மின்சக்தி சேமிக்க,
நூறு மெகாவாட் பேராற்றல் உடைய
ஓரரும் பெரும் மின்கலம்
தாரணியில் உருவாகி விட்டது
வாணிபப் படைப்புச் சாதனமாய் !
தட்டாம்பூச்சி போல் பறக்க
வானூர்திக்குப் பயன்படப் போகுது !
பரிதியின் சக்தியால் பறக்கும் !
எரி வாயு இல்லாமல் பறக்கும் !
பகலிலும் இரவிலும் பறக்கும் !
பசுமைப் புரட்சியில் உதித்தது !
பாதுகாப்பாய் இயங்குவது !
நாற்பது குதிரைச் சக்தி ஆற்றலில் 
நான்கு காற்றாடி உந்துது !
பனிரெண் டாயிரம் சூரியச் செல்கள்
பரிதிச் சக்தி ஊட்டும்  !
ஒற்றை விமானி ஓட்டுவார் !
ஒருநாள் பறந்த ஊர்தி
இருபது நாட்கள் தொடர்ந்து பறந்து
அட்லாண்டிக், பசிபிக்  கடந்து,
உலகினைச் சுற்றி இறங்கியது !
நூறாண்டுக்கு முன் பறந்த
ரைட் சகோதரர் முதல் ஊர்தி போல்
வரலாற்று முதன்மை பெறுவது !

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

மிகப்பெரும் 100 மெகாவாட் மின்கலச் சேமிப்பணி [Battery Bank] தயாரிப்பாகி வருகிறது.

2017 ஜூலை 7 ஆம் தேதி வாணிப முறைபாட்டில் டெஸ்லா தொழிற்துறை அதிபர் இலான் மஸ்க் [Elon Musk’s Tesla] என்பவர், “100 நாட்களுக்குள் 100 மெகாவாட் திறனுள்ள லிதியம் – அயான் மின்கலன் ஒன்றை உற்பத்தி செய்வதாய்ச் சவால் விட்டுத், தென் ஆஸ்திரேலியாவின் கனல்சக்தி பற்றாக் குறையை நிவர்த்தி செய்யப் பணிமேற் கொண்டார்.  2016 இல் பேய்புயல் அடித்து ஆஸ்திரேலியாவில் மின்வடக் கோபுரங்களை வளைத்து, முழு மின்சார இருட்டடிப்பு நேர்ந்த பிறகு, பில்லியனர் இலான் மஸ்க், 2017 மார்ச்சில் மாபெரும்  மின்கலன் ஒன்றைத் தயாரித்து நிறுவுவதாக வாக்குறுதி அறிக்கை விடுத்தார்.  2016 டிசம்பரில் இயங்கிய மாபெரும் மின்கலன் ஒன்றைத் தயாரித்த அமெரிக்க டெஸ்லா தொழிற்துறை அதிபர் இலான் மஸ்க், தற்போது  100 மெகாவாட் ஆற்றல் கொண்டமிகப்பெரும் மின்கலத்தை 100 நாட்களில் தென் ஆஸ்திரேலியாவில் நிறுவிக் காட்டுவதாக உறுதி கூறினார்.  அடுத்து 1000 மெகாவாட் பூத ஆற்றல் கொண்ட மின்சேமிப்பி வாணிபச் சந்தையில் பல்வேறு உற்பத்தியாகி விலை மலிவாய்க் கிடைக்கும் என்று நாம் உறுதியாய்ச் சொல்லலாம்.

A close-up of Musk's face while giving a talk
Elon Musk 
Space X Falcon Heavy Rocket Pioneer
BORN Elon Reeve Musk
June 28, 1971 (age 46)
PretoriaTransvaal (now Gauteng), South Africa
RESIDENCE Bel AirLos AngelesCalifornia, U.S.[1][2]
CITIZENSHIP
  • South Africa (1971–present)
  • Canada (1989–present)
  • United States (2002–present)
ALMA MATER
OCCUPATION Entrepreneurengineerinventor, and investor
KNOWN FOR SpaceXPayPalTesla Inc.HyperloopSolarCityOpenAIThe Boring CompanyNeuralinkZip2
NET WORTH US$20.8 billion (October 9, 2017)[6]
TITLE
SPOUSE(S)
CHILDREN 6
PARENT(S)
RELATIVES
SIGNATURE

Image result for Lithium Ion Research

Image result for Solar Power Fuel Cell

இப்பெரும் லிதியம்-அயான் மின்கலன் சேமிப்பணி [Battery Bank] 30,000 இல்லங்களுக்கு மின்சாரம் அனுப்பும் ஆற்றல் உடையது. அந்த மின்கலன் சேமிப்பணி தென் ஆஸ்திரேலியாவில் உள்ள ஜேம்ஸ் டவுனில் நிறுவப்படும்.  அது அடிலைடு நகருக்கு வடக்கே 230 கி.மீ. [143 மைல்] தூரத்தில் உள்ளது.  மீள்சுழற்சி  கனல்சக்தி விட்டுவிட்டு தரும் சூரியக்கதிர், காற்றாலைச் சாதனங்கள் இயங்கும் போது சேமிக்கக் கூடிய மின்கலன் சேமிப்பணிகள் இவை.  2008 ஆண்டு முதல் பிரான்சின் நியான் [Neoen] தொழிற்துறை தற்போது 300,000 இல்லங்களுக்கு மின்சாரம் அளிக்க முடியும்.  நிலக்கரியைப் பேரளவு பயன்படுத்தி சூழ்வெளியை மாசுபடுத்தும் ஆஸ்திரேலியா, மீள்புதிப்பு கனல்சக்தியைப் பயன்படுத்தி, மின்னியல் சேமிப்பணியில் சேமித்து, மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யும்.  மேலும் இப்போது பேரளவில் பெருகிவரும் மின்சார கார் வாகனங்கள் இயக்கும் மின்கலன் மீள் ஊட்டத்துக்கும் [Recharging Station] பயன்படும்.

Image result for Lithium Ion Technology

Image result for Solar Power Fuel Cell

மின்கலன் சேமிப்பணிகளுக்கு ஏற்ற ஆற்றல் தரும் லிதிய-அயான் தொழிற்துறை இப்போது விருத்தியாகி வருகிறது. மின்சார வாகனங்களை இயக்கவும் லிதியம்-அயான் மின்சேமிப்பி செம்மையாகி வருகிறது.  2016 ஆண்டில் 2 மில்லியன் மின்னுந்து கார்கள் [Electric Cars] உற்பத்தியாகி உள்ளன.  அந்த வேகத்தில் 2020 ஆண்டில் 9 -20 மில்லியன் மின்சார வாகனங்கள் பெருகிடும் என்று கணிக்கப் படுகிறது.  2025 ஆண்டில் அந்த வாகன எண்ணிக்கை பூதகரமாய் 40 -70 மில்லியனாய்  ஏறிவிடும்  என்று ஊகிக்கப் படுகிறது.

Image result for Lithium Ion Technology

Elon Musk’s Tesla Roadster
Tesla Roadster in Falcon Heavy fairing.jpg

The Tesla Roadster mounted on its payload adapter before fairing encapsulation
OPERATOR SpaceX
MANUFACTURER Tesla
INSTRUMENT TYPE Inert mass
FUNCTION Dummy payload
WEBSITE spacex.com
PROPERTIES
MASS Approximately 1,300 kg (2,900 lb)
HOST SPACECRAFT
LAUNCH DATE January 2018
ROCKET Falcon Heavy
LAUNCH SITE Kennedy LC-39A
ORBIT Heliocentric

Image result for Solar Power Fuel Cell

மின்சேமிப்பிகளின் நேர்மின், எதிர்மின் முனைகளுக்குப் [Cathodes & Anodes] பயன்படும் உலோகத் தனிமங்கள் சோடியம் -அயான், ஈயம்-அமிலம், சோடியம்-கந்தகம், நிக்கல்-காட்மியம், அலுமினியம்-அயான், லிதியம்-அயான் [Sodium-Ion, Lead-Acid, Sodium-Sulpher, Ni-Cd, Al-Ion, Li-Ion] போன்றவையாகும்.  எல்லாவற்றிலும் சோடியம்-அயான் பயன்படும் மின்சேமிப்பி மலிவானது; ஆனால் தொல்லை கொடுப்பது.  லிதியம் – அயான் மின்சேமிப்பி விலை மிக்கது. ஆனால் சோடியம்-அயான் மின்சேமிப்பியை விட  20% கனல்சக்தி  திரட்சி [Energy Density] மிக்கது. கனல்சக்தி திரட்சி அல்லது மின்னியல் சேமிக்கும் தகுதி [Energy Density OR Energy Stroge Capacity] மின்சேமிப்பி ஆயுள் நீடிப்புக் காலத்தைக் குறிக்கும். சூரியக்கதிர் சக்தி மின்சாரம் நேரோட்டம் [Direct Current] உள்ளது. நேரோட்ட மின்சாரத்தில் இயங்கும் சாதனங்கள் மிகக் குறைவு.  நேரோட்டத்தைத் திசைமாற்றி மூலம் [Inverter] அனுப்பி மாறோட்டமாக [Alternating Curent] மாற்றினால்தான் தற்போதைய மின்சார சாதனங்களை இயக்க முடியும்.  2015 ஆண்டில் நிலைப்பு மின்சேமிப்பி வாணிப நிதிப்பாடு [Stationary Storage Market] சுமார் 1.0 பில்லியன் டாலர் என்று கணித்துள்ளார். 2023 ஆண்டில் அது 13.5 பில்லியன் டாலராகப் பெருகும் என்று ஊகிக்கப் படுகிறது.

Image result for large size 100 mw battery

Image result for Solar Power Fuel Cell

மின்சார மின்வடப் பின்னலில் மின்சக்தி நிலைய உற்பத்திகளும், மின்சக்தி மின்கல சேமிப்பிகளும் இடையிடையே இணைந்து இருப்பது எதிர்கால இந்தியாவுக்கு தேவையான அமைப்பாகும். நிலக்கரி, நீரழுத்தம், எரிவாயு, ஆயில், அணுசக்தி கனல்சக்தி நிலையங்கள் தொடர்ந்து மாறோட்ட மின்சாரம் [Alternating Current] அனுப்புகின்றன.  சூரியக்கதிர், காற்றாலை, கடலலை மின்சார நிலையங்கள் வேறுபட்டு, விட்டுவிட்டு, சில சமயம் ஓய்ந்துபோய் அனுப்பும் மின்சார நேரோட்டத்தை, மாறோட்ட மின்சாரமுடன் இணைக்க முடியாது.  மீள்சுழற்சி கனல்சக்தியை அனுப்பும் மின்வடத்துடன் அவசியம் மின்கல சேமிப்பிகளும், நேரோட்ட மாற்றிகளும் இடையிடையே சேர்க்கப் பட்டு மாறோட்ட மின்வட இணைப்புகளோடு இயங்க வேண்டும்.

Image result for Solar Power Fuel Cell

Solar+Storage in India: SECI publishes tender for 100 MW Grid connected solar PV projects along with large scale battery energy storage system at Kadapa Solar Park, Andhra Pradesh

Solar+Storage in India: SECI publishes tender for 100 MW Grid connected solar PV projects along with large scale battery energy storage system at Kadapa Solar Park, Andhra Pradesh

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

Image result for Lithium Ion Research

சூரிய சக்தியில் மின்சேமிப்பியோடு இயங்கி  ஒரு நாளில் உலகம் சுற்றிய முதல் வானூர்தி

(ஜூலை 8, 2010)


“மனிதன் இயக்கிய சூரிய சக்தி விமானம் இரவு முழுவதும் பறந்தது இதுவே முதல் முறை.  அந்த நிமித்தமே எங்கள் குறிக்கோள் வெற்றி அடைந்ததை நிரூபித்தது. காலைப் பொழுது புலர்ந்ததும் எதிர்பார்த்தை மீறி, மின்கலன்களில் இன்னும் 3 மணிநேர மின்னாற்றல் சேமிப்பு மிஞ்சி இருந்தது.  ஊர்தி தரையில் வந்திறங்கிய போதே உதய சூரியனிலிருந்து புதிய ஆற்றலைச் சேமிக்க ஆரம்பித்து விட்டது.  அடுத்தோர் இராப் பகல் பயணத்தைத் தொடரும் எங்கள் ஆர்வம் நின்று விடவில்லை. ‘தொடர்ப் பயண நினைப்பிலிருந்தும்’ எங்களை எதுவும் தடுக்க வில்லை.”

பெர்டிராண்டு பிக்கார்டு (Aviator, Solar Impulse Design Lab)

“நான் இன்னும் காற்றில் மிதப்பது போல்தான் உணர்கிறேன்.  பூரிப்படைகிறேன் !  (சூரிய ஊர்திப் பறப்பு) ஓர் முக்கியப் படிக்கட்டு !  இப்போது நாங்கள் அதற்கு மேலும் போகலாம்.  நீண்ட காலப் பயணங்களிலும் முற்படலாம்.”

சுவிஸ் விமானி ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் (Swiss Pilot Andre Borschberg)

“எதிர்பார்த்ததை விடப் பயணத்தில் வெற்றி கிடைத்தது.  நல்ல காலநிலை அமைந்திருப்பதற்கு எங்களுக்கு அதிர்ஷ்டம் தேவைப்பட்டது.  தகுந்த காலநிலை விமானிக்கு அமைந்தது.”

கிளாடி நிக்கலியர் (Flight Director & Former Space Shuttle Astronaut)


வரலாற்று முதன்மை பெற்ற மனிதன் இயக்கும் சூரிய ஊர்தி

2010 ஜூலை 8 ஆம் தேதி முதன்முதல் சுவிஸ் விமானி ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் சூரிய சக்தி இயக்கி நான்கு எஞ்சின்கள் உந்தும் வானவூர்தியை 26 மணிநேரங்கள் பகல் இரவாய் ஓட்டிப் பாதுகாப்பாய் ‘பேயெர்ன்’ விமான தளத்தில் (Payerne Airport, Swiss) இறக்கினார். 1903 இல் அமெரிக்காவில் முதன்முதல் ரைட் சகோதரர் தாம் தயாரித்த ஆகாய ஊர்தியில் பறந்தது போல் இதுவும் மனிதன் இயக்கிய முதல் சூரிய ஊர்தியாக வரலாற்றுப் பெருமை பெறுவது.  எரிசக்தி எதுவும் இல்லாமல் இயற்கையான சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்தி மனிதன் ஓட்டிய முதல் வானவூர்தி.  பேயெர்ன் விமானம் தளம் சுவிஸ் நாட்டின் தலைநகரம் பெர்னிலிருந்து (Bern) 50 கி.மீ. (30 மைல்) தூரத்தில் உள்ளது.  ஊர்தியின் இறக்கைகள் மீது அமைத்திருந்த 12,000 பரிதிச் செல்கள் சூரிய சக்தியைச் சுழலும் நான்கு காற்றாடிகளுக்கு அளித்தன.  ஊர்திக்கு உந்து சக்தி கொடுத்து வானத்தில் ஏற்றி இறக்கியவை அந்த நான்கு காற்றாடி மோட்டார்கள்.  ஒவ்வொன்றும் 10 குதிரைச் சக்தி (10 HP – 6 Kw Each) ஆற்றல் கொண்டது.  சூரிய ஒளி மாலை வேளையில் மங்கியதும்  சூரிய மின்கலன்கள் (Solar Cell Batteries) சேமித்திருந்த மின்னாற்றலை வான ஊர்தி பயன்படுத்திக் கொண்டது.  வானில் ஊர்தி பறக்கும் போது அதன் உச்ச உயரம் 8700 மீடர் (28,500 அடி).  வெகு நீளமான இறக்கைகளின் அகலம் : (63 மீடர்) 207 அடி.

 

சோதனைப் பயிற்சி முடிந்து விமானம் தளத்தில் இறங்கி அதிர்வோடு நிற்கப் போகும் போது, விமானம் பக்கவாட்டில் சாய்ந்து இறக்கைகள் முறியாமல் தாங்கிக் கொள்ள இருபுறமும் உதவி ஆட்கள் ஓடி வந்தனர்.

இதற்கு முன்பு நாசா மற்றும் பிரிட்டன், சைனா போன்ற சில நாடுகள் சூரிய சக்தியில் ஓடும் மனிதரில்லா ஊர்திகளை ஏவிப் பயிற்சி சோதனைகள் புரிந்துள்ளன..  இதுவே சூரிய சக்தியில் மனிதன் இயக்கிய வானவூர்தியின் நீண்ட காலப் பயணம், உச்ச உயரப் பதிவுகளாகும்.  நான்கு காற்றாடி மின்சார மோட்டர்களை சுவிஸ் நாட்டின் முன்னாள் ஜெட்விமானப் படையைச் சேர்ந்த ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் (Former Fighter Jet Pilot, Andre Borschberg) இயக்கிச் செலுத்திய வானவூர்தி இது.  மேலும் ‘பரிதி உந்துசக்தி படைப்பு நிறுவகம்’ (Solar Impulse Deisgn Group) இடைவிட்டுப் பயணம் செய்த பல்வேறு பயிற்சி சோதனைகளைத்தான் இதுவரை நடத்தி வந்துள்ளது !

சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகத்தை உருவாக்கி வான ஊர்திகளை டிசைன் செய்து சோதனை செய்து வருபவர் இருவர் : விமானி ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் & அவரது விமானக் கூட்டாளி பெர்டிராண்டு பிக்கார்டு (Andre Borschberg & Fellow Aviator Bertrand Piccard). “மனிதன் இயக்கிய சூரிய சக்தி விமானம் இரவு முழுவதும் பறந்தது இதுவே முதல் முறை.  அந்த நிமித்தமே எங்கள் குறிக்கோள் வெற்றி அடைந்ததை நிரூபித்தது.  காலைப் பொழுது புலர்ந்ததும் எதிர்பார்த்தை மீறி, மின்கலன்களில் இன்னும் 3 மணிநேர மின்னாற்றல் சேமிப்பு மிஞ்சி இருந்தது.  ஊர்தி தரையில் வந்திறங்கிய போதே உதய சூரியனிலிருந்து புதிய ஆற்றலைச் சேமிக்க ஆரம்பித்து விட்டது.  அடுத்தோர் இராப் பகல் பயணத்தைத் தொடரும் எங்கள் ஆர்வம் நின்று விடவில்லை. ‘தொடர்ப் பயண நினைப்பிலிருந்தும்’ எங்களை எதுவும் தடுக்க வில்லை.” என்று பெர்டிராண்டு பிக்கார்டு (Aviator, Solar Impulse Design Lab) செய்தி நிருபருக்குக் கூறினார் !  அடுத்த குறிக்கோள் 2013 ஆண்டுக்குள் ஆற்றல் மிக்க ஒரு பரிதி சக்தி வானவூர்தியைப் படைத்து உலகத்தை ஒருமுறை சுற்றி வரப் போவதாகக் கூறினார்.

சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகம் தயாரித்த வானவூர்தியின் சாதனைகள்

சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகத்தின் அதிபர் ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் (57 வயது) தானே விமானியாக இயக்கி 26 மணிநேரம் தொடர்ந்து ஓட்டிய வானவூர்தி அது !  திட்ட அதிகாரி பெர்டிராண்டு பிக்கார்டு 1999 இல் வாயு பலூன் ஊர்தியில் வெற்றிகரமாய் உலகம் சுற்றி வந்தவர்.  பிக்கார்டின் தந்தையார், பட்டனார் விமானப் பறப்பில் புதிய வரலாற்றைப் படைத்தவர்.  அந்த முன்னோடி மனித வானவூர்தியின் பெயர் : HB-SIA. பயணம் ஆரம்பித்த விமானத்தளம் :  சுவிஸ் நாட்டின் தலைநகர் பெர்னிலிருந்து (Bern) 50 கி.மீ (30 மைல்) தூரத்தில் உள்ளது பயேர்ன் விமானத்தளம் (Payerne Airport).  புறப்பட்ட தேதி : 2010 ஜூலை 7 காலை மணி : 06:51.  கீழிறங்கிய தேதி : 2010 ஜூலை 8 காலை மணி : 09:00.  ஏறிய உச்ச உயரம் : 8700 மீடர் (28540 அடி).  பயணக் காலம் : 26 மணி 9 நிமிடம்.  பயேர்ன் விமானத் தளத்திலிருந்து மேலேறுவதற்கு முன்பு வானவூர்தி 14 மணிநேரம் சூரிய ஒளியில் மின்னாற்றலை முதலில் சேமித்தது.  இது நான்கு காற்றாடி மோட்டர்களை இயக்கவும் இரவில் விமானம் பயணம் செய்யவும் தேவைப் பட்டது.  63 மீடர் (207 அடி) நீளமுள்ள விமானத்தின் இறக்கைகள் (Similar to A340 Airbus Wings Length) 12,000 சூரிய செல்களைத் தாங்கி இருந்தன.  ஒவ்வொன்றும் 10 HP ஆற்றலுள்ள நான்கு மோட்டார்கள் காற்றாடிகளைச் சுற்றி ஊர்திக்கு உந்துசக்தி அளித்தன.

இரவு விமானத்தைக் கவ்விய போது உச்ச மட்டக் காற்றடிப்பு ஊர்தியை ஆட வைத்து சேமிக்கப்பட்ட மின்னாற்றலை வீணாக்கி விடும் என்றோர் அச்சம் குடிகொண்டது !  ஆனால் அதிட்ட வசமாக அப்படி ஒன்றும் நிகழவில்லை.  சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகத்தாரை முழு மூச்சாக ஊக்கிவித்த குறிக்கோள் :  1. பசுமைச் சக்தி மாசற்ற தூய சக்தி.  2. விலைமிக்க ஆயில் எரிசக்தியை விலக்குவது, சேமிப்பது.  3. பரிதியின் இயற்கைச் சக்தியை விமானத் துறை போக்குவரத்துக்குப் பயன்படுத்த முடியும் என்பதை நிரூபித்துக் காட்டுவது !  2013–2014 ஆண்டுக்குள் அடுத்த சவால் சாதனையான அட்லாண்டிக் கடல் கடப்புப் பயணம், உலகச் சுற்றுப் பயணம் ஆகியவற்றில் முற்படுவர் என்று அறியப் படுகிறது.  இந்த சூரிய ஊர்தித் திட்டத்துக்கு நிதி ஒதுக்கு (75 மில்லியன் ஈரோ) 95 மில்லியன் டாலராகும் !  ஊர்தியின் எடை ஒரு ஸ்கூட்டர் அல்லது சிறு காரின் எடை அளவில் (1600 கி.கிராம்) அமைக்கப் பட்டது.

2007 இல் சுவிஸ் சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகப் பொறிநுணுக்கரால் டிசைன் செய்யப்பட்டு பல்வேறு மின்னியல், பொறியியல், விண்வெளி விமானத்துறை நிபுணரால் உருவானது.  12,000 மெலிந்த சூரிய செல்கள் 200 சதுர மீடர் பரப்பளவைக் கொண்டவை.  அவை அனுப்பிய மின்னாற்றலைச் சேமித்த மின்கலன்கள் 400 கி.கிராம் எடையுள்ள லிதியம் – பாலிமர் (Lithium Polymer Batteries) இரசாயனம் கொண்டவை.  ஒவ்வொரு மின்சார மோட்டாரில் (Electric Motor) 10 குதிரைச் சக்தி (6 Kw) ஆற்றல் உண்டானது.  நான்கு மோட்டாரில் சுற்றும் காற்றாடியின் நீளம் : 3.5 மீடர் (12 அடி).  அவை மெதுவாகச் சுற்றின.  ஊர்தியின் நீளம் 72 அடி.  இறக்கையின் அகலம் 208 அடி. உயரம் 21 அடி. இறக்கையின் பரப்பு 2200 சதுர அடி.  மொத்த எடை 1.6 டன்.   தரையிலிருந்து ஏறும் வேகம் 22 mph.  பறக்கும் வேகம் 43 mph.  உச்ச வேகம் 75 mph.   பயண உயரம் 27900 அடி (எவரெஸ்ட் உயரம்). உச்ச உயரம் 39000 அடி.

சுவிஸ் விமானத் தளத்திலிருந்து விமானக் கட்டுப்பாடு அரங்கத்திலிருந்து இராப் பகலாக விமானிக்கு உதவி செய்து வந்தனர்.  அவரது பணி ஊர்தி நேராக, மட்டமாகச் சீராக மணிக்கு 100 கி.மீ. (மணிக்கு 60 மைல்) வேகத்தை மிஞ்சாமல் பறக்கக் கண்காணித்து வருவது.  உறக்கமின்றி ஓட்டும் விமானியை விழிப்புடனும், கவனிப்புடனும் இருக்கக் கட்டுப்பாட்டு அரங்கிலிருந்து பேசிக் கொண்டிருப்பது.  ஊர்தி பறக்கும் போது 8000 மீடர் (27000 அடி) உயரத்தில் -28 டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ணத்தில் சென்றாலும் பரிதிச் செல்கள் பாதிக்கப் பட வில்லை.

சூரிய சக்தி வானவூர்தின் முற்கால /எதிர்காலப் பயிற்சிச் சோதனைகள் :

1.  2007 மே 22 :  பெர்டிராண்டு பிக்கார்டு நான்கு ஆண்டுகள் திட்டமிட்டு “சூரிய உந்துசக்தி” நிறுவகத்தைத் துவங்கி வைக்கிறார்.  அந்தத் திட்டப்படி சூரிய ஊர்தி உலகத்தை ஒருமுறை சுற்றி வருவதற்கு முன்பு அட்லாண்டிக் கடல் அகற்சியை ஒரே பயணத்தில் கடப்பது.

2. 2009 ஜூன் 26 :  சுவிஸ் வட புறத்தே உள்ள டூபென்டார்பு (Duebendorf) இராணுவ விமானத் தளத்தில் சூரிய சக்தி முன்னோடி ஊர்தி (Prototype Plane) கொண்டாட்ட விழா.

3. 2010 ஏப்ரல் 7 :  சூரிய உந்துசக்தி நிறுவகம் 1.5 மணி நேரப் பயணச் சோதனை செய்தல்.

4. 2010 ஜூலை 7 :  சூரிய ஊர்தி பயேர்ன் விமானத்தளத்தில் காலைப் பொழுதில் விமானி ஆன்ரே போர்ச்பெர்க் இயக்கி மேலேறி எங்கும் நிற்காது 26 மணிநேர ஒற்றை இராப் பகல் பயணத்தை ஆரம்பித்து வைத்தது.

5. 2010 ஜூலை 8 :  சூரிய ஊர்தி 26 மணி நேரப் பயணத்தை முடித்துப் பாதுகாப்பாக பயேர்ன் விமானத் தளத்தில் வந்திறங்குகிறது.  ஏறிய உச்ச உயரம் : கடல் மட்டத்துக்கு மேல் 8564 மீடர் (28540 அடி).

6. 2011 ஆண்டில் :  இதே மாடல் சூரிய ஊர்தி (HB-SIB) நீண்ட தூர, நீண்ட காலப் பயிற்சியில் பல இராப் பகலாய் ஈடுபடுவது.

7. 2012 ஆண்டு வரை :  ஊர்தி மாடல் HB-SIB விடப் பெரிய பரிதி ஊர்தியைப் படைத்து
விமானிக்கு நகரத் தேவையான இடமளித்து நீண்ட காலப் பயணத்துக்குப் புதுமை நுணுக்கங்களைப் புகுத்தி பளு குறைந்த, மெல்லிய சூரிய செல்களால் இயங்கும் திறன் மிக்க பறக்கும் சாதனமாய் அமைப்பது.

8.  2013 -2014 :  விருத்தியான பெரிய மாடலில் (Large & Improved HB-SIB) அட்லாண்டிக் கடலைக் கடப்பது,  உலகத்தைச் சுற்றி வருவது.


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

தகவல்:

Picture Credits : Swiss Solar Impulse Design & Other Web Sites

1.  BBC News : Solar-powered Plane Lands Safely After 26 Hour Flight (July 8, 2010)

2.  Swiss Solar Plane Makes History with Round-the-clock (Manned) Flight (July 8, 2010)

3.  Aerospace – Solar Impulse Plane Packed with Technology (July 8, 2010)

4.  BBC News – Science & Environment – Zephyr Solar Plane Set for Record Endurance Flight By: Jonathan Amos (July 14, 2010)

5.  Wikipedia – Electric Aircraft – electric aircraft is an aircraft that runs on electric motors rather than internal combustion engines with electricity  coming from fuel cells, solar cells, ultracapacitors, power beaming and/or batteries.

6. http://www.bbc.com/news/world-australia-40527784  [July 7, 2017]

7. http://www.onenewspage.com/video/20170707/8359018/Tesla-to-Build-World-Biggest-Battery-in.htm

8.  http://solarpv.tv/index.php/2016/08/10/solarstorage-in-india-seci-publishes-tender-for-100-mw-grid-connected-solar-pv-projects-along-with-large-scale-battery-energy-storage-system-at-kadapa-solar-park-andhra-pradesh/ [August 10, 2016]

9.  http://www.cnbc.com/2017/07/07/tesla-largest-battery-system-in-the-world-elon-musk-says.html [July 7, 2017]

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) [July 16, 2017] [R-2]

எரிமலை, பூகம்பத்தை எழுப்பிடும் பூமியின் உட்கருப் பூத அணு உலை ! (Geo-Reactor)

Featured

Earth Georeactor Detail large

 

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

 

காலக் குயவன் ஆழியில் படைத்த

ஞாலத்தின் நடுக் கருவில்

அசுர வடிவில்

அணுப்பிளவு உலை ஒன்று

கணப்பளித்து வருகுது

பில்லியன் ஆண்டுகளாய் !

எருப் பொருளை இடையே

பெருக்கும்

வேகப் பெருக்கி அணு உலை !

உட்கரு உள்ளே

கட்டுப் பாடுடன் இயங்கியும்

நிறுத்தம் அடைந்தும்

விட்டு விட்டு வேலை செய்வது !

வெளிக் கருவிலே

கனல் குழம்பைச் சமைத்துக்

கொதிக்க வைக்குது !

குவல யத்தைக்

குத்தூசி போல் குடைந்து

பீறிடும் எரிமலைகள் !

தாறு மாறாய்

ஊர்ந்து நெளியும்

தாரணியின் குடல் தட்டுகள் !

அங்கிங் கெனாதபடி

பொங்கிப் பீறிடும்

பூதக் கனல் எரிமலைகள் !

நர்த்தனம் புரியும் நில நடுக்கம் !

அணு உலை வெப்ப மீறலைத்

தணிப்பவை அவை !

உட்கருவின்

பூத அணு உலையே

பூமியின்

அச்சைச் சுழற்றி

ஆட்டி வைக்கும் மின்ஜனனி !

++++++++++

புதிய உமர் கயாம்

Image result for geo-reactor at centre of earth,s core

 

“பூமியின் மையத்து வரை ஒரு துளையைத் தோண்டிச் சென்றால் நாம் எதைக் காண்போம் ? உட்கருவின் நடுவில் இயற்கை அணு உலையாய் இயங்கி வரும் 5 மைல் விட்டமுள்ள யுரேனியக் கோளம் ஒன்றிருப்பதை ஊகித்து உடன்பட வைக்க ஆதாரம் உள்ளது. அதை நான் ‘புவி அணு உலை’ (Geo-Reactor) என்று குறிப்பிடுகிறேன்.”

“பிரபஞ்சம், பூகோளம் ஆகியவற்றின் மெய்யான இயற்கை அமைப்பைக் கண்டுபிடிப்பதும், அந்த அறிவை எல்லோரிடமும் பகிர்ந்து கொள்வதும் விஞ்ஞானத்தின் முக்கிய குறிக்கோளாகும். அந்தப் பணியைத்தான் நான் இப்போது செய்து வருகிறேன்.”

மர்வின் ஹெர்ன்டன் Ph.D., (Marvin Herndon, President Transdyne Corpn, San Diego, California)

“ஐஸ்லாந்தின் எரிசாம்பல் முகில் (Plume) விஞ்ஞானத்துக்குக் கிடைத்த ஓர் இயற்கைக் கொடை (Boon to Science).”

பிரையன் ஹான்ட்வெர்க் (Brian Handwerk, National Geographic News)

 

பூகோளத்தின் மையத்தில் இயங்கும் வேகப் பெருக்கி அணு உலை

உலக நாகரீகக் குடிமக்களுக்குப் பெருந்தீங்கு விளைவிப்பது பூமியின் உட்கரு வெப்ப மீறலே தவிர மெதுவாக மாறிவரும் சூழ்வெளிப் பருவ நிலை மாற்றங்கள் அல்ல ! கலிலியோ பூமி நகர்கிறது என்று கண்டுபிடித்தார். காப்பர்னிக்கஸ் பூமி பரிதியைச் சுற்றி வருகிறது என்று கண்டுபிடித்தார். டெஸ்மார்க்கின் வெளியீட்டில் கவரப்பட்ட ‘டாம் சாக்கோ’ (Tom Chalko, inspired by Desmarquet’s Report) நமது பூமிக் கோளின் திண்ணிய உட்கரு (Earth’s Solid Inner Core) உண்மையில் ஓர் அணு உலை என்று 2000 ஆண்டில் கண்டுபிடித்தார். அணு உலையின் வெப்ப ஆற்றலே வெளிக்கருவில் உள்ள உலோகங்களைக் கொதிக்கும் குழம்பாக மாற்றி வைத்துள்ளது. அந்த அணுக்கரு உலை மையத் திரிவாக (Eccentric) அமைந்திருக்கிறது. தானாக இயங்கியும் இடையிடையே தானாக நிறுத்தம் அடைந்தும் வரும் மைய அணு உலையே பூமியின் மேற்தளத்தில் அடுத்தடுத்து நில நடுக்கங்களை உண்டாக்கியும், எரிமலைகளை எழுப்பியும் வருகிறது !

பூமியின் துருவப் பனிப்பாறை முகப்புகள் உருகிப் போவதற்கு முக்கியக் காரணம் பூஜிய டிகிரி செல்ஸியஸ் உஷ்ணத்துக்கு மேல் சூடேறும் காற்றென நாம் கருதக் கூடாது ! துருவங்களின் பனிப் பாறைகளைச் சூடாக்கி உருக்குவது பூமியின் உட்கருவிலிருந்து வெளியாகும் வெப்பமே (Overheating of the Earth’s Core) தவிர பூகோளச் சூடேற்ற மில்லை என்பது இப்போது விஞ்ஞானிகள் கருதும் புதிய கருத்து ! எரிமலைகள் மீண்டும் பீறிட்டெழுவதும், நில நடுக்கம் திடீரெனத் தாக்கித் தகர்ப்பதும் சூடேறிய பூமியின் மைய அணுப்பிளவு உலை குளிர்ந்து போகத் தேவைப் படுவதால் தவிர உட்கரு ‘படிமச் சுருக்கம்’ அடைவதால் (Crystallization) அல்ல ! இயங்கும் எந்த அணுப்பிளவு உலையும் வெப்ப மீறல் ஆபத்தில் (Danger of Over-heating) சிக்கிக் கொண்டு சிதைவு அடையக் கூடாது !

ஆர்டிக், அண்டார்க்டிக் துருவப் பனிக்குன்றுகளில் பெருமளவுப் பகுதிகள் ஏற்கனவே உருகி நீராகிக் கடல் உயரத்தை மிகையாக்கி விட்டன ! 2000 – 2003 ஆண்டுகளுக் கிடையில் மட்டும் அண்டார்க்டிக் பனிக்குன்றுகளின் உருகுதல் 8 மடங்கு அதிகரித் துள்ளது ! சரிந்த பனிக்குன்றுகள் நழுவிக் கடலில் மூழ்கும் போது சுனாமியைத் தூண்டுவதோடு கடற்கரைப் பகுதிகளைக் கடல் வெள்ளம் மூழ்க்கி விடுகிறது ! எரிமலைகள் கண்விழித்து ஆர்டிக் கடலடியிலும் அண்டார்க்டிக் ஆழப் பகுதிலும் எழும்புகின்றன ! அண்டார்க்டிக்கைச் சுற்றியிருக்கும் கடலில் 5 கி.மீ. (3 மைல்) ஆழத்தில் உள்ள நீர், திணிவு குன்றி உப்பளவும் குறைந்து (Less Dense & Less Salty) அண்டார்க்டிக்கின் அடித்தளம் உருகிப் போகிறது என்பதை உறுதிப் படுத்துகிறது ! தூயப் புதுநீர் உப்புக் கடல்நீரை விட திணிவு குறைந்து மேலே மிதக்க வேண்டுமல்லவா ? அவ்விதம் நிகழ்வதில்லை. அதாவது அண்டார்க்டிக்கின் மேற்தளம் உருகாமல் பேரளவில் அடித்தளக் குன்றுகள் மட்டும் இளகிக் கீழே தூய நீராகத் தங்கி விடுகின்றன !

பூகம்ப எண்ணிக்கையும், தகர்ப்பாற்றலும் மிகையாகி வருகின்றன

கடந்த நாற்பது ஆண்டுகளாக நில நடுக்கத்தின் எண்ணிக்கை, தீவிரம், வலுவாற்றல் யாவும் ஏறிக் கொண்டே போகின்றன. 1973 இல் அமெரிக்கப் பூதளவியல் ஆய்வு நோக்ககம் (USGS -US Geological Survey) 7.0 ரிக்டர் அளவுக்கு மீறிய பூகம்பங்களின் தகர்ப்பாற்றல் 6 மடங்கு அதிகரித்து உள்ளதாக வெளியிட்டிருக்கிறது. மெல்ல மெல்ல காலநிலை உஷ்ணம் ஏறும் போது ஒரு டிகிரிக்குக் குன்றிய தசமத்தில் கூடினாலும் நிலநடுக்கங்கள் 5 மடங்கு பெருகிய ஆற்றலில் தகர்க்கின்றன ! நாசா விஞ்ஞானிகள் கூறுவது : பூமியானது தான் வெப்ப சக்தியை எதிரனுப்ப முடிவதைப் போல் பரிதியி லிருந்து பெறும் சக்தியைப் பேரளவில் (0.85 MegaWatt per Sq km) உறிஞ்சிக் கொள்கிறது. சூழ்வெளி மாசுக்கள் இப்போது பெருகி வருகின்றன. பூமியைத் தாக்கும் சூரியக் கதிர்வீச்சு இயக்கங்கள் பரிதித் தேமல்களால் (Sun Spots) 2012 ஆண்டு வரை மிகையாகி வரும். 2000 -2003 இந்த மூன்று ஆண்டுகளில் ஏன் அண்டார்க்டிக் அடித்தளப் பனிக் குன்றுகளின் உருகல் 8 மடங்கு அதிகரித்திருக்கிறது ? அந்தக் கால இடை வெளியில் பரிதியின் வெப்ப வீச்சு அண்டார்க்டிக் பகுதியில் எட்டு மடங்கு மிகையாகப் பொழிய வில்லை ! பூகோளச் சூடேற்றமும் அந்த அளவுக்கு திடீரென ஏறவும் இல்லை. ஆதலால் அண்டார்க்டிக் பனிக் பாறைகள் உருகக் காரணம் பூமியின் உட்கருவில் உள்ள அணுப்பிளவு இயக்கம் பெருகி வெப்ப சக்தி உள்ளிருந்து மேலெழுந்துள்ளதையே காட்டியுள்ளது.

பூகோளச் சூடேற்றம் அண்டார்க்டிக் கடற் பகுதி ஆழத்தில் பனி உருகி உப்பு சிறுத்த, தணிவும் குறைந்த நீர் சேமிப்புக்குக் காரணமாக இருக்க முடியாது ! புவி மையத்தில் இயங்கி வரும் அணுக்கரு உலை வெப்பம் மீறி எழுந்து அப்படிச் செய்திருக்க முடியும் என்று ஒப்புக் கொள்ளலாம். அதாவது புவி மையத்தில் உள்ள அணு உலையின் கனல் எழுச்சியைத் தணிக்க, “வெப்பத் தணிப்பியாக” (Heat-Sink) அண்டார்க்டிக் பனிக் கண்டம் ஒன்று மட்டும்தான் உதவ முடிகிறது ! அதாவது பூமியின் உட்கரு அணு உலைக்கு நேர் மேலே இருப்பது அண்டார்க்டிக் பனிப் பாறைகள் என்று நாம் ஊகிக்கலாம் !

பூமி மையத்தில் உள்ள பூத அணுக்கருப் பிளவு உலை

ஆதிகாலப் பிள்ளைப் பூமியானது (Baby Earth) பரிதியிலிருந்து பிரிந்து உட்கரு உலோகக் கோளமான ஓர் நீர் அண்டம் என்பதை அறிவோம். சூடான திரவக் குழம்பில் திரண்டு பரிதியை மூலத் தட்டு வடைபோல் (Primordial Disc) சுற்றிக் குளிர்ந்த ஓர் உருண்டையே நமது பூர்வ பூமி ! திணிவு மிக்க திரவ உலோகங்கள் (Densest Metals) ஈர்ப்பாற்றலால் கீழாகப் படிந்தும், நிறை மெலிந்த கனிமங்கள் மேலே மிதந்தும் பூமியின் மேற்தளம் மட்டும் குளிர்ந்தது. யுரேனியம், தோரியம் போன்ற உலோகங்கள் மிகத் திணிவு பெற்றவை.

உதாரணமாக யுரேனியத்தின் திணிவு (Density) : 19 கிராம் /கியூபிக் செ.மீ. (19 gram per cubic cm). யுரேனியம் ஈயத்தை விட 1.6 மடங்கு திணிவு உள்ளது. தோரியத்தின் திணிவு : 11.7 கிராம் /கியூபிக் செ.மீ. புளுடோனியத்தின் திணிவு : 19.7 கிராம் /கியூபிக் செ.மீ. இம்மூன்று கன உலோகங்களும் மற்ற கன உலோகங்களோடு சேர்ந்து பூமியின் மையக் கருவில் படிந்திருக்கலாம் என்று அழுத்தமாக ஊகிக்க இடமிடுக்கிறது.

தானாக நியூட்ரான்கள் தாக்கும் போது அணுப்பிளவில் அணுசக்தி உண்டாக்கும் மூன்று கன உலோகங்கள் : யுரேனியம் -235, யுரேனியம் -233, புளுடோனியம் -239. யுரேனியம் 238 உலோகத்தை வேக நியூட்ரான் தாக்கும் போது, யுரேனியம் -238 புளுடோனியம் -239 ஆக மாறுகிறது. அதுபோல் தோரியம் -232 உலோகத்தை நியூட்ரான் தாக்கும் போது, தோரியம் -232 யுரேனியம் -233 ஆக மாறுகிறது.

யுரேனியம் -235, யுரேனியம் -233, புளுடோனியம் -239 ஆகிய மூன்றும் சுயமாக நியூட்ரான்களை வெளியேற்றி அவை அந்தக் கன உலோகங்களைத் தாக்கிப் பிளக்கும் போது அணுசக்தியை உண்டாக்குகின்றன. பெரும்பான்மையாகப் பூமியில் கிடக்கும் யுரேனியம் -238 இல் சிறிதளவு யுரேனியம் -235 உள்ளது. ஆகவே முதலில் நிகழும் யுரேனியம் -235 நியூட்ரான் சேர்க்கையில் சக்தி உண்டாவதுடன், பிளவுக் கழிவுகளோடு மூன்று நியூட்ரான்கள் பிறக்கின்றன. அந்த நியூட்ரான்கள் மீண்டும் யுரேனியம் -235 உலோகத்தைத் தாக்கி சக்தியும், கழிவும், 3 நியூட்ரான் களும் உண்டாகும். அணுப்பிளவுக் கழிவுகளில் இரண்டு பாதி சிறு நிறை தனிமங்கள் காணப்படும். திரவ நிலையில் சிறு நிறைத் தனிமங்கள் பிரிந்து மேலே மிதக்கும்.

வேக நியூட்ரான்கள் யுரேனியம் -238 உலோகத்தைத் தாக்கிச் சக்தியை உண்டாக்கும் புளுடோனியம் -239 உலோகத்தையும் முடிவில் தோற்றுவிக்கும். மேலும் வேக நியூட்ரான்கள் தோரியம் -232 உலோகத்தைத் தாக்கிச் சக்தியை உண்டாக்கும். யுரேனியம் -233 உலோகத்தையும் தோற்றுவிக்கும். இம்மாதிரி தொடர்ந்து வேகப் பெருக்கி அணு உலைகள் போல் (Fast Breeder Reactor) தொடர்ந்து அணுசக்தியும், எரிசக்தி எருவும் பூமியின் மையத்தில் உண்டாகி வருகின்றன. அப்படி இயங்கும் அணுப்பிளவு அணு உலைகளில் கழிவுக் தனிமங்கள் உண்டாகித் தானாக அணு உலை நிறுத்தம் அடையும். காரணம் கழிவுப் பொருட்கள் நியூட்ரான் விழுங்கிகள். நிறை சிறுத்த கழிவுப் பொருட்கள் கனற் குழம்பில் மேலே ஏறி மிதக்க மறுபடியும் அணு உலை இயங்க ஆரம்பிக்கிறது. இத்தகைய வேகப் பெருக்கி அணு உலைதான் பூமியின் மையத்தில் தொடர்ந்து இயங்கியும் இடையிடையே நிறுத்தம் அடைந்தும் பிரம்மாண்ட மான வெப்ப சக்தியை உற்பத்தி செய்து வருகிறது என்று 1993 ஆம் ஆண்டில் டாக்டர் மர்வின் ஹெர்ன்டன் புதியதோர் பூமி உட்கரு நியதியை அறிவித்தார் !

 

விஞ்ஞானி மர்வின் ஹெர்ன்டான் அறிவித்த புவி அணு உலை

பூமியில் அணுசக்தி ஆற்றல் பெறும் யுரேனியம், தோரியம் ஆகியவற்றின் இருப்பு பல இடங்களில் கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளது. வானியல் விஞ்ஞானி டாக்டர் மர்வின் ஹெர்ன்டான் முதன்முதல் அணுப்பிளவுத் தொடரியக்கம் செய்து காட்டிய இத்தாலிய விஞ்ஞானி என்ரிகோ ·பெர்மியைப் பின்பற்றி பூமிக்குள்ளே மாபெரும் ஓர் இயற்கை அணுப்பிளவு உலை (Natural Nuclear Fission Geo-Reactor) இயங்கியும் அடுத்து நிறுத்தம் அடைந்தும் வருகிறது என்னும் புதியதோர் கோட்பாட்டை வெளியிட்டார்.

அந்த அணுப்பிளவு உலை வேக நியூட்ரான்கள் யுரேனியத்தைத் தாக்கி சக்தியும், எரிசக்தி எருவும் ஈனுகின்ற ஒரு வேகப் பெருக்கி அணு உலை (Fast Breeder Reactor). அதற்கு ஹைடிரஜன் போன்ற மிதவாக்கி (Moderator) தேவையில்லை. மற்ற மின்சக்தி நிலையங்கள் போலின்றி, புவி அணு உலை (Georeactor) தானாக இயங்கும். தானாக நிறுத்தம் அடையும். அதன் வெப்ப சக்தி ஆற்றலைக் கூட்டிக் குறைக்கும் சுயக் கட்டுப்பாடும் கொண்டது. இயக்கத்தில் விளைந்து சேமிப்பாகும் அணுப்பிளவுக் கழிவுகள் நிரம்பி நியூட்ரான்களை விழுங்கி அணு உலை அடுத்து நிறுத்தம் அடையும். நிறை குன்றிய அணுவியல் கழிவுகள் கனற் குழம்பில் மேலேறி மிதக்கும். பிறகு தனிப்பட்டுக் கீழே யுரேனியம் -235 சேரும் போது அணு உலை தானாக இயங்கத் துவங்கும் ! இந்தக் கோட்பாடை மர்வின் ஹெர்ன்டான் 1993 இல் முதன்முதல் வெளியிட்ட போது அக்கருத்தைப் பலர் கூர்ந்து நோக்க வில்லை.

பூமியின் உட்கரு வெப்பம் மிகுந்த கோளம் ! அதைச் சுற்றி வெளிக்கருவில் உலோகத்தால் ஆன கனற் குழம்பு ! உட்கருவின் அணு உலை வெப்ப சக்தியே திரவக் குழம்பை மணிக்கு 1000 மைல் வேகத்தில் சுற்ற வைத்திருக்கும். அந்த அணுப்பிளவு சக்தியே பூகோளக் காந்த சக்திக்கும் (Geomagnetism) மூலமாக இருக்கக் கூடும் என்பதும் அறியப் படுகிறது. செவ்வாய்க் கோள் மின் காந்த மின்றி ஈர்ப்பியல் குன்றி செத்துக் கிடக்கிறது. செவ்வாய்க் கோளின் உட்கரு அணு உலை இயக்கம் நிரந்தராக நிறுத்தம் அடைந்து அதன் காந்த சக்தி இழந்து போனது ! செவ்வாய்க் கோளின் அணு உலை சக்தியற்றுச் செத்து விட்டதால் செவ்வாயின் காந்த சக்தி மறைந்து, ஈர்ப்பாற்றல் குறைந்து போய் அதன் சூழ்வெளி வாயு மண்டலம் நிரந்தரமாய் இழக்கப் பட்டு நீர்வளம் எல்லாம் முற்றிலும் வரண்டு விட்டது. ஆனால் செவ்வாயின் உட்கரு ஒருகாலத்தில் சூடாக இருந்து அதில் இயங்கிய எரிமலை பரிதி மண்டலத்தின் மிகப் பெரிய எரிமலையாக எழுந்திருக்கிறது !

4.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றிய நமது பூமி தன் உட்கருவில் அணுவியல் எருக்களான யுரேனியம் -235, யுரேனியம் -238, அணுப்பிளவு இயக்கத்தால் உண்டான புளுடோனியம் -239 ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி வரும் 5 மைல் (10 கி.மீ.) விட்டமுள்ள வேகப் பெருக்கி அணு உலைக் கோளம் ஒன்றைக் கொண்டுள்ளது என்று கூறுகிறார் மர்வின் ஹெர்ன்டான். அது வெளியாக்கும் வெப்ப சக்தி 4 டெரா வாட்ஸ் (4000 பில்லியன் வாட்ஸ்), (4 மில்லியன் மெகாவாட்ஸ்) [4 terawatts (4X10^12 watts)] என்று கணினி மாடல் மூலம் கணக்கிடப் படுகிறது. இப்பேரளவு வெப்ப சக்தி தொடர்ந்து வெளியேறாது விட்டு விட்டு எழுவதால், அங்குமிங்கும் எரிமலையும், பூகம்பமும் உலக நாடுகளில் தலைதூக்கி குடிமக்களுக்கு அடிக்கடி இன்னல் கொடுத்து வருகின்றன !

(தொடரும்)

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

படங்கள்: BBC News, National Geographic, The Times UK, & CTV Global Media

தகவல்:

1. Volcanoes & Earthquakes By: Reader ‘s Digest [1992]
2. Time & Life Books Volcanoes & Earthquakes [1995]
3. Hutchinson Encyclopedia of the Earth Edited By: Peter Smith [1985]
4. Encyclopedia Britannica 15 Edition [1978]
5. Reader ‘s Digest Marvels & Mysteries of the World Around Us [1977]
6. National Geographic Frontiers of Science [1982]
7. The Vesuvius Volcano at the Bay of Naples.
8. The Eruptive History of Mt.Vesuvius in Italy & Mt.Etna in Sicily.
9. Krakatoa Volcano near Java & Sumatra of Indonesian Islands
10. Inside the Volcano, National Geographic [November 2000].
11 (a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40402051&format=html(Italian Volcano))
11 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40402121&format=html(Hawaii Volcano)
12. Hot Theories on the Center of the Earth National Geographic [January 1996].
13. Hawaii ‘s Volcanic Cradle of Life, National Geographic [July 1990].
14. Hawaii, Island of Fire & Flowers, National Geographic [March 1975].
15. Volcano Monitoring Techniques, U.S. Geological Survey (USGS) Report [October 11, 1991]
16. Kilauea, Hawaii ‘s Most Active Volcano.
17. Volcanic & Seismic Hazards, USGS Publication [1997].
18. Volcanic Toxic Gases By: Bill Harby [April 7, 1999]
19. The Hawaii Center for Volcanology [HCV-1992]
20. Icland Volcano’s Fountain of Fire (March 20, 2010)
21 National Geographic News – Harmful Effcts of Volacanic Smoke By Brian Handwerk (April 16, 2010)
22 BBC News Why Iceland Volcano Has Grounded UK Flights By : Victoria Gill (April 15, 2010)
23 BBC News How Volcanoes Shaped History (April 15, 2010)
24 BBC News Experts Update Ash Health Advice (April 16, 2010)
26 BBC News Volcanic Ash Cloud (April 17, 2010)
27 BBC News Ash Deepens Europe Travel Chaos (April 17, 2010)
28 BBC News Ash Imperils Bone Morrow Patients (April 18, 2010)
29 BBC News Half of European Flights to Fly (April 20, 2010)
30 Scientific American – How Much Volcanic Ash is Too Much for a Jet Engine ? By John Matson (April 21, 2010)
31 (a) Daily Galaxy -Are the Planets Volcanoes Being Triggered by Global Warming ? (April 16, 2010)
31 (b) Scientific American -A Warming World Could Trigger Earthquakes, Landslides & Volcanoes By James Watson (April 21, 2010)
32 NASA Report : What are (Volcanic) Aerosols ?
33. Volcanoes & Climate Change ByJason Wolfe (September 5, 2000)
34 18 Most Dangerous US Volcanoes Include Erupting Alaska Peak (Jan 20, 2006)
35 NASA Report : Historic Volcanic Eruption Shrunk the Mighty Nile River (Nov 21, 2006)
36 NuclearPlanet.com : Science About thre True Nature of Earth & Universe
37 The Nuclear Heart of the Earth : The Science Behind “The Core” – An Interview with Marvin Herndon Ph.D. By : Wayne Smith (Mar 31, 2003)
38 Encyclopedia.com : Radioactive Heat Production in the Earth By : David A. Rothery (1993)

39.geo-reactor at centre of earth,s core  [January 2002]

40. http://gulfnews.com/news/uae/general/earth-s-core-a-reactor-that-is-shutting-down-1.351697  [March 23, 2003]

41 Can Climate Change Explode ? By : Ridhima (Jan 3, 2010)

42. https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_nuclear_fission_reactor  [Novenber 3, 2017]

43. https://en.wikipedia.org/wiki/Inner_core [November 14, 2017]

********************
S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com)  [November 27, 2017 [R-1]