சூரிய மின்னாற்றல் : மாற்றம் , முன்னேற்றம்

சென்ற வாரம் ஒபாமா அமெரிக்காவின் Clean Energy கொள்கையை அறிவிச்சிருக்கிறார் . அதன்படி அமெரிக்கா இன்னும் 15 ஆண்டுகளில் 32% கரியமில வாயு வெளியேற்றத்தை தடுத்து நிறுத்தும் . அதாவது நிலக்கரி மூலம் தயாரிக்கப்படும் மின்சாரத்தை குறைத்து சூரிய ஓளி மற்றும் காற்றாலை மூலம் மின்சாரத்தை தயாரிக்கும் . ஒபாமா , தன்னுடைய அறிவிப்பில் காலநிலை மாற்றத்தினால் ஏற்படும் விளைவுகள் இனிமேலும் அடுத்த தலைமுறைக்கான பிரச்சினையாக இருக்கப்போவதில்லை. மேலும் இதில் அமெரிக்க முன்னெடுக்காமல் வேறு யார் முன்னெடுப்பார்கள் என்றும் சொல்லி இருக்கிறார் . இது மிகச்சிறந்த அறிவிப்பாகும் .  உலகின் கரியமில வாயு வெளியேற்றத்தில் அமெரிக்கா , சீனாவிற்கு அடுத்து இரண்டாம் இடத்தில் இருக்கு . இதுவரை அமெரிக்கா, சீனா  மற்றும் இந்தியா போன்ற வளரும் நாடுகளை குறை மட்டும் சொல்லிக்கொண்டு ,  தான் எதுவும் செய்யாமல் இருந்தது . இப்பொழுதான் தன்னுடைய Clean Energy கொள்கையை தெளிவாக அறிவித்துள்ளது .

இதே போன்று சீனாவும் தன்னுடைய Clean Energy கொள்கையை சிலமாதத்திற்கு முன் அறிவித்தது. அதன்படி சீனா வருடத்திற்கு 10 GW சூரிய மின்னாற்றல் என்ற வீதம் 2020 க்குள் 100 GW சூரிய மின்னாற்றல் தயாரிக்கும் ஆலைகளை நிறுவப்போகிறது . அதேபோன்று 2020 க்குள் 200 GW மின்னாற்றலை தயாரிக்க காற்றாலைகளையும் நிறுவப்போகிறது . இது மிகச்சிறந்த மாற்றம் , முன்னேற்றம் . கீழே உள்ள படத்தைப் பார்த்தாலே அமெரிக்காவும் , சீனாவும் எந்த அளவிற்கு கரியமில வாயுவை வெளியேற்றுகின்றன என்பது தெரியும் . அதனால் அவற்றின் இந்த அறிவிப்பு எந்த அளவிற்கு மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது என்பது புரியும்.

கரியமில வாயு வெளியேற்றத்தில் இந்தியாவும் குறைந்தது அல்ல . இந்தியா இதில் உலக அளவில் நான்காவது இடத்தில் உள்ளது . அதானால் தான் இந்தியாவும் 2020 க்குள் 20 GW சூரிய மின்னாற்றல் தயாரிக்கும் ஆலைகளை நிறுவப்போவதாக் அறிவித்தது . மோடி பிரதமர் ஆனதும் அதை 100 GW என்று அதிகரித்து இலக்கு நிர்ணயித்தார் . 100 GW  என்பது பெரிய இலக்கு (மார்ச் 2015 இல் இந்தியாவின் மொத்த மின் உற்பத்தியே 271 GW தான்) . ஆனால்  நிச்சயம் இது சிறப்பான முடிவாகும் .

ஒபாமா ஒவ்வொரு மாநிலத்திற்கும் இலக்கு நிர்ணயிக்கப்போவது போல் மோடியும் மாநிலங்களுக்கு என்று இலக்கு நிர்ணயிக்க வேண்டும் . அப்படி செய்தால்தான் 2020க்குள் 100 GW என்ற இலக்கை அடைய முடியும்.

தற்போது உலக அளவில் சூரிய மின்னாற்றல் தயாரிக்கும் நாடுகளில் ஜெர்மனி முதலிடத்தில் உள்ளது . சொல்லப்போனால் நாம் தான் இதில் முன்னோடியாக இருந்திருக்க வேண்டும் . சூரிய ஆற்றல் அபரிமிதமாக கிடைக்கும் நாடுகளில் உலக அளவில் இந்தியா முக்கிய இடத்தை வகிக்கிறது. இந்திய நிலப்பகுதியானது மொத்தம் 5000 ட்ரில்லியன் கிவாட் சூரிய ஆற்றலைப் பெறுகிறது . பெரும்பாலான நிலப்பரப்பானது ஒரு சதுர மீட்டரில் 4-7 கிவாட் சூரிய ஆற்றலை பெறுகிறது . இவ்வளவு ஆற்றலையும் நாம் வீணடித்துக்கொண்டிருக்கிறோம் . 

பூமத்திய ரேகைக்கு அருகில் இருக்கும் நாடுகளில், முன்னேறிய நாடுகள் இந்தியாவும் , பிரேசிலும் தான் . மேலும் தன்னுடைய அன்னியச் செலாவணியை மிக அதிகமாக கரியமில வாயு வெளியிடும் ஆற்றல் மூலங்களுக்கு இந்தியா செலவழிக்கிறது . சூரிய ஆற்றலில் மட்டும் நாம் முன்பே இன்னும் அதிகம் கவனம் செலுத்தி இருந்தால் நன்றாக இருந்திருக்கும் . 

ஆனால் சூரிய மின் ஆற்றல் தயாரிப்பது குறித்து பல மாற்றுக் கருத்துக்கள் இருக்கத்தான்  செய்கிறது . முக்கியமாக அதை தாயாரிக்க ஆகும் செலவு. சமீபத்தில் தமிழக அரசு அதானி குழுமத்திடம் இருந்து ஒரு யூனிட் 7 ரூபாய்க்கு வாங்குவதாக ஒப்பந்தம் செய்துள்ளது . இதனுடன் தொடர்புடைய மற்ற மானியங்களையும் சேர்த்தால் மொத்தம் 9 ரூபாய் வரை செலவாகும் ( சூரிய மின்னாற்றல் தயாரிக்க அடிப்படை தேவையான PV Cell க்கு நாம் நிறைய மானியம் அளிக்கிறோம் ) . ஆனால் நிலக்கரி மூலம் தயாரிக்கப்படும் மின்னாற்றலுக்கு தற்போது 2 ரூபாய் வரை தான் செலவாகிறது . ஆனால் இந்த நிலைமை மாறும். இதுவரை சீனா , அமெரிக்கா , இந்தியா அளவிற்கு யாரும் இவ்வளவு அதிக சூரிய மின்னாற்றல் தயாரிக்க எண்ணவில்லை (தற்போது ஒரு நாட்டின்  மிக அதிகபட்ச சூரிய மின்னாற்றல் தயாரிப்பே 38 GW  தான் ). இப்பொழுது இந்த நாடுகள் களம் இறங்கி உள்ளதால் PV Cell இன் விலை வருங்காலத்தில் மிக அதிகமாக குறையும் அதன் காரணமாக சூரிய மின்னாற்றலின் விலையும் குறையும் .

இந்தியா , இதற்கு தேவையான மூலப் பொருட்களை உள்நாட்டிலேயே தயாரிக்க வேண்டும். இல்லையென்றால் இதற்கு ஆகும் இத்தனை லட்சம் கோடிகளும் சீனாவிற்குதான் செல்லும் .மேலும் இதில் பல ஆராய்ச்சிகள் செய்வதன் மூலமாக புதிய தொழில்நுட்பங்களை கொண்டு மேலும் இதன் விலையைக் குறைக்கலாம் . 

சூரிய மின்னாற்றலுக்கு எதிராக வைக்கப்படும் மற்றொரு குற்றச்சாட்டு , இது தயாரிக்க தேவைப்படும் நிலப்பரப்பு . தற்போதைய காலகட்டத்தில்  1 MW தயாரிக்க 4.5 - 7.5 ஏக்கர் நிலம் தேவைப்படுகிறது. மக்கள்தொகைப் பெருக்கத்தால் நிலப்பரப்பு அருகி வரும் இந்தியா போன்ற நாடுகளில் இவ்வளவு நிலப்பரப்பை பெறுவது கடினம் .  ஆனால் இதற்கும் வழிகள் உள்ளன .  நகரங்களில் , வீடுகளிலும், அலுவலங்களிலும் மொட்டைமாடி சூரிய மின் ஆலைகளை ஊக்குவிப்பது மூலம் கணிசமான மின்சாரத்தை நாம் தயாரிக்க முடியும். புதிய  பெரிய அடுக்குமாடி குடி இருப்புகளிலும் , தொழிற் சாலைகளிலும் இதனை கட்டாயமாக்கவும் கூட செய்யலாம் . தொழிற்சாலைகளை குறிப்பிட்ட அளவு மின்சாரத்தை தாங்களே சூரிய ஆலை , காற்றாலைகளை நிறுவதன் மூலம் பெற வேண்டும் என்று கொண்டு வரலாம் . மேலும் ஒவ்வொரு கிராமத்திற்கு வெளியேயும் ஒரு சூரிய மின் ஆலையை நிறுவலாம் . இதனால் இரண்டு பலன்கள் . 1. கிராமங்களும், வீடுகளும் பெருமளவு மின் தன்னிறைவு பெறும். 2. மின் ஆற்றலை ஓரிடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு கொண்டு செல்ல புதிய கட்டமைப்பு வசதிகளை செய்ய வேண்டியதில்லை மேலும் அதன் மூலம் ஏற்படும் மின் இழப்பையும் குறைக்கலாம் . கவனிக்கவும், மின்சாரத்தைகொண்டு செல்வதிலும் , விநியோகிப்பதிலும்  2012 இல் மட்டும் இந்தியா 17% இழப்பை சந்தித்துள்ளது . மின்னாற்றலை உபயோகிக்கும் இடத்திலேயே தயாரிப்பதன் மூலம் பெருமளவு இழப்பை நாம் குறைக்கலாம்.

அடுத்து நாம் முக்கியமாக கவனிக்கக் வேண்டிய துறை ரயில்வே . இந்திய அளவில், ஒரு தனி நிறுவனமாக மிக அதிக அளவில் மின்சாரத்தை உபயோகிப்பது ரயில்வேதான் . 2013-14 இல் மட்டும் இந்திய ரயில்வே 4000 MW மின்சாரத்தை உபயோகித்துள்ளது. இத்தனைக்கும் இதில் பயணிகள் ரயிலில் 50% மும் , சரக்கு ரயில்களில் 63% தான் மின்சாரத்தில் இயங்குகின்றன . மீதி டீசலில் இயங்கின்றன.இதற்கு என்று ரயில்வே 260 கோடி லிட்டர் டீசலுக்கு 2013-14 இல் மட்டும் 28,592 கோடி ரூபாய் செலவழித்துள்ளது . அதாவது மொத்த எரிபொருள் செலவில் இது 70% . இந்த டீசல்கட்டமைப்புகளை , மின் கட்டமைப்புகளாக மாற்றுவதன் மூலமும், அவற்றை பெருமளவு சூரிய மின்னாற்றலை கொண்டு இயக்குவதன் மூலம் நாம் நிறைய சேமிக்க முடியும் . இவற்றை ரயில்வேயே செய்யவேண்டும் . கவனிக்கவும் , 2006 கணக்கின்படி பாதுகாப்பு துறைக்கு அடுத்து இந்தியாவில் அதிக அளவு நிலத்தை தன்னகத்தே கொண்டிருப்பது ரயில்வேதான். மொத்தம் 4.32 லட்சம் ஹெக்டேர்  (page 2).  இதில் 44894 ஹெக்டேர் நிலம் சும்மாதான் இருக்கு. இதை உபயோக்கிக்கலாம் . 

இப்படி படிம எரிபொருளிலிருந்து சூரிய ஆற்றல் உள்ளிட்ட புதிப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலுக்கு மாறுவதில் பல நன்மைகள் உள்ளன. இதன் மூலம் பசுமை இல்ல விளைவைக் குறைக்கலாம் , நிலக்கரி வெட்டுகிறோம் என்ற பெயரில் காட்டை அழிப்பதைத் தடுக்கலாம் , காற்று மாசு உள்ளிட்ட பல மாசுகளால் ஏற்படும் உடல்நலக் குறைபாட்டைக் குறைக்கலாம். வேறு என்ன வேண்டும்? .

என்னைப் பொறுத்தவரை இதை என்றோ உலக நாடுகள் செய்திருக்க முடியும். ஆனால் உலகில் அதிக அளவு படிம எரிபொருளைப் பயன்படுத்தும் அமெரிக்காவிற்கு அதிலிருந்து வெளியேறும் தேவை இல்லை . ஏனெனில் அதன் பொருளாதாரமே அந்த படிம எரிபொருளில்தான் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது . உலக அளவில்  நிலக்கரி உற்பத்தியில் அமெரிக்கா இரண்டாவது இடத்தையும் , பெட்ரோலிய உற்பத்தியில் மூன்றாவது இடத்தையும் வகிக்கிறது .  அதனால் அது இதுவரை பெறுமளவில் புதுப்பித்தக்க ஆற்றலில் கவனம் செலுத்தவில்லை . இப்பொழுதும் கூட ஒபாமாவிற்கு எதிராக பல குடியரசுக் கட்சி ஆளுநர்கள், தாங்கள் ஆளும் மாநிலங்களில் இதை செயல்படுத்த மாட்டோம் என்கின்றனர் . அங்கு உள்ள சுரங்கத்துறை தொழிலாளர்களும் இதை எதிர்க்கின்றனர் . ஆனால் உலக அளவில் பெரும்பாதிப்பை ஏற்படுத்தும் இந்த காலநிலை மாற்றத்தின் பாதிப்பைக் குறைக்க , பிற நாடுகளைக் கேள்வி கேட்க தனக்கு தார்மீக உரிமை வேண்டுமென்றால் தான் இதில் முன்னிலை வகிக்க வேண்டும்  என்பதை அமெரிக்கா தற்போது உணர்ந்துள்ளது . 

சீனாவின் நிலையோ வேறு மாதிரி. உலக அளவில் நிலக்கரியை அதிக உற்பத்தி செய்வதும் , அதை அதிக அளவில் நுகர்வதும் சீனாதான் . அதன் பாதிப்பை சீனா இன்று நன்றாகவே உணர்கிறது . உலகப் பெரும் நாடுகளில் உள்ள நகரங்களில் பெய்ஜிங்தான் அதிக காற்று மாசு கொண்ட நகரம். மேலும் சீனா , அமெரிக்கா மற்றும் ஐரோப்பிய நாடுகளையே தன் போட்டியாக எண்ணும் . அதனால் அந்த நாடுகளுக்கு இணையாக தானும் முன்னேறிவிட்டதை அறிவிக்க அது தன் நகரங்களில் உள்ள மாசைக் குறைக்க வேண்டும். அதனாலையே அது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலுக்கு மாறிக் கொண்டிருக்கிறது. 

ஆனால் , முன்னர் நான் சூரிய மின்னாற்றல் உற்பத்தியில் இந்தியாதான் முன்னிலை வகித்திருக்கவேண்டும் என்று சொன்னதற்கு மற்றொரு முக்கிய காரணம் உள்ளது. அது, உலகின் உள்ள  மிக அதிகமாக  காற்று மாசு அடைந்த பத்து நகரங்களில்முதல் நான்கு நகரங்கள் உட்பட மொத்தம் ஆறு நகரங்கள் இந்தியாவில் உள்ளன . இதில் முதல் இடம் வகிப்பது நம் தலைநகராம் டில்லி . இதைவிட வேறு என்ன காரணம் நமக்கு வேண்டும் ?. இதை விட புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலுக்கு மாற நமக்கு வேறு என்ன காரணம் வேண்டும். 

Photo courtesy : bbc.com 

Black Hole - ஒளியும் தப்பாது !

இந்த அண்ட சராசரத்தில் இருக்கும் மிக ஆச்சரியத்தக்க விசயங்களில் ஒன்று 'Black Hole'.

இந்த அண்டமானது 13.8 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் பெரு வெடிப்பிலிருந்து(Big Bang theory) உண்டானதாக கருதப்படுகிறது. அப்படி உண்டாகியபொழுது அது லித்தியத்தை விட கடினமான தனிமங்களைக் கொண்டிருக்கவில்லை . லித்தியமானது தனிம வரிசை அட்டவணையில் ஹைட்ரஜன், ஹீலியத்திற்கு அடுத்து 3 வது இடத்தில் உள்ளது. இந்த வாயுக்களில் ஹைட்ரஜனே மிக அதிக அளவில் இருந்தது . இப்படி உண்டான அண்டத்தில் இந்த வாயுக்கள் ஒன்றை ஒன்று சுற்றிக் கொண்டிருந்தன. இந்த சுழற்சியால் ஒரு ஈர்ப்பு விசை உருவானது. அந்த ஈர்ப்பு விசையால் மேலும் மேலும் அதிக வாயுக்கள் ஈர்க்கப்பட்டன. இந்த அதிகப்படியான வாயுக்களால் மேலும் அதிக ஈர்ப்பு விசை உருவானது. இத்தகைய தொடர் வினையால் வாயுக்கள் ஈர்க்கப்பட்டு ஒரு பந்து போன்று உருவானது. அந்த கோளத்திற்கு ஒரு ஈர்ப்பு விசையும் உருவானது. இந்த வாயுக்களால் உண்டான அந்த கோளம் தனக்கான நிறையையும் (Mass) கொண்டிருந்தது. இப்படியாக உண்டான ஈர்ப்பு விசை , நிறையால் அந்த கோளத்தின் மத்தியில் வெப்பம் உண்டானது. இப்படி உண்டான வெப்பத்தால் ஹைட்ரஜன் அணுக்கரு இணைவு நடக்க ஆரம்பித்தது. அதாவது இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்கருக்கள் இணைந்து ஹீலியம் அணுக்கரு உண்டானது . அப்பொழுது மேலும் அதிக வெப்பம் உண்டானது . இந்த அதிக வெப்பத்தால் மேலும் அதிக ஹைட்ரஜன் அணுக்கரு நடைபெற்றது . இப்படி தனக்கான நிறை, ஈர்ப்பு விசை, வெப்பம் இவற்றைக் கொண்டிருந்த இந்தக் கோளங்களே நட்சத்திரங்கள் (Star) ஆகும் . இப்படி நட்சத்திரத்தின் மையத்தில் உண்டான வெப்பமானது நட்சத்திரத்தின் வெளி நோக்கிச் சென்று நட்சத்திரத்தின் பரப்பை அடைந்து வெளியேறியது.

இந்த நட்சத்திரங்கள் மிக அதிக ஈர்ப்பு விசை கொண்டிருந்தன. இந்த உள்நோக்கிய ஈர்ப்பு விசையானது அந்த நட்சத்திரங்களில் உண்டாகி வெளி நோக்கிச் செல்லும் வெப்ப ஆற்றலால் ஈடுசெய்யப்பட்டது. இதனாலையே இந்த நட்சத்திரங்கள் அதனுடைய ஈர்ப்பு விசையாலையே ஈர்க்கப்பட்டு உருக்குலையாமல் உள்ளன.

நட்சத்திரங்களில் நடக்கும் அணுக்கரு இணைவானது அதனுடைய மைய்யத்திலேயே ஆரம்பிக்கின்றன. ஏனெனில் அதனின் மையம்தான் மற்ற எல்லாப்பகுதிகளைக் காட்டிலும் அதிக வெப்பம் மற்றும் அழுத்தம்  கொண்டிருக்கும். அணுக்கரு நிகழ்வு நடக்க மிக அதிக வெப்பம் தேவை. இப்படி நட்சத்திரத்தின் மையத்தில் ஆரம்பித்த அணுக்கரு நிகழ்வு அப்படியே வெளி நோக்கி நடக்கும். இப்படியான அணுக்கரு இணைவால் நட்சத்திரத்தின் மையத்தில்  தேவையான அளவு ஹீலியம் சேகரமாகி இருக்கும். அதோடு தேவையான அளவு வெப்பமும் உருவாகி இருக்கும். இப்பொழுது ஹீலியம் அணுக்கள் இணைந்து ஆக்சிசன் உருவாக ஆரம்பிக்கும். இப்படி ஆக்சிசன் உருவானவுடன் அதற்கடுத்து ஆக்சிசன் அணுக்கள் இணைந்து கார்பன் அணுக்கள் உருவாகும் . இது ஒரு தொடர் வினையாகும் .

ஒரு நட்சத்திரத்தின் வாழ்நாளின் பெரும் பகுதிகளில் ஹைட்ரஜன் அணுக்கரு இணைவே நடைபெறும். ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் தீரும் நிலையில்தான் மற்ற அணுக்கரு இணைவு நடக்க ஆரம்பிக்கும். ஒரு வயது முதிர்ந்த நட்சத்திரத்தின் ஒவ்வொரு அடுக்கிலும் (layer) ஒவ்வொரு அணுக்கரு இணைவு நடக்கும் . அதனுடைய மையத்தில் மிக அதிக கனமான தனிமத்தின் அணுக்கரு நிகழ்வும் அதற்கடுத்து அதைவிட  லேசான தனிமத்தின் அணுக்களின் நிகழ்வும் அதற்கடுத்து அதை விட லேசான தனிமம் என்று கடைசியில் அதன் வெளிப்புறத்தில் ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் இணைந்து ஹீலியம் உருவாகும். ஒரு நட்சத்திரத்தின் மையத்தில் எப்பொழுதுமே மிக கனமான தனிமத்தின் அணுக்கரு நிகழ்வு நடக்கக் காரணம் எப்பொழுதுமே மைய்யத்தில்தான் நட்சத்திரத்திலேயே மிக கனமான தனிமம் உருவாகி இருக்கும் மேலும் கனமான தனிமங்களின் அணுக்கரு நிகழ்வு நடக்கத் தேவையான அளவு அதிக வெப்பமும், அழுத்தமும் இருக்கும்.

இப்படியாக ஒரு நட்சத்திரத்தில் இரும்பு வரை கடினமான தனிமங்கள் உருவாகும். இப்படியாக கடைசியாக உருவான இரும்பில் கடைசியாக அணுக்கரு இணைந்து தங்கம், பாதரசம் , டைட்டானியம் , யுரேனியம் போன்ற கனமான தனிமங்கள் உருவாகும். இந்த நிலையில் அந்த நட்சத்திரம் சூப்பர்நோவாவாக வெடித்து அண்ட வெளியில் தனிமங்களை இரைக்கும் . கடைசியாக எஞ்சி இருக்கும் அந்த மையம் நியூட்ரான் நட்சத்திரம் என்று அழைக்கப்படும் . இந்த நியூட்ரான் நட்ச்சத்திரங்கள் மிகச் சிறியதாக இருந்தாலும் இவை மிக அதிக நிறை கொண்டிருக்கும். அந்த நிறையே அதற்கு மிக அதிக ஈர்ப்பு சக்தியைக் கொடுக்கும். இத்துடன் கிட்டத்தட்ட நட்சத்திரம் என்ற நிலை முடிந்து விடும்.

இத்தகைய மிக அதிக ஈர்ப்பு சக்தி கொண்ட இரண்டு நியூட்ரான் நட்ச்சத்திரங்கள் நெருங்கும் பொழுது அவை ஒன்றை ஒன்று ஈர்த்து ஒன்றை ஒன்று சுற்றி சுழல ஆரம்பிக்கும். இப்படி சுழலும் பொழுது அவற்றின் சுழற்சி வேகம் அதிகரிக்கும் மற்றும் அவற்றிற்கிடையேயான தூரம் குறைய ஆரம்பிக்கும். அவற்றின் சுழற்சி வேகம் கிட்டத்தட்ட 67 மில்லியன் mph ஐ அடையும் . அத்தகைய தருணத்தில் அவை ஒன்றுடன் ஒன்று மோதி உருக்குழையும். இப்பொழுது அவற்றின் இரண்டின் நிறையும் இணைந்து மிக அதிகப்படியான நிறை உருவாகும் . இப்படி உருவான நிறை மிகப் பிரமாண்ட அளவிலான ஈர்ப்பு விசையைக் கொண்டிருக்கும் . அது எத்தகைய அளவிலான ஈர்ப்பு விசை என்றால் அதன் ஈர்ப்பிலிருந்து ஒளி கூட தப்பிக்க முடியாது . ஆம் அதுதான் Black Hole .

இதே போன்று மிகப் பெரிய நட்சத்திரங்களில் எரிபொருள் தீர்ந்து போகும்போது , அந்த நட்சத்திரத்தின் உள்நோக்கிய மைய ஈர்ப்பு விசையை ஈடு செய்யக்கூடிய அளவிற்கு அதன் வெளி நோக்கிச் செல்லும்  அணுக்கரு இணைவால் உருவாகக் கூடிய ஆற்றல் இருக்காது . இதனால் அந்த நட்சத்திரத்தின் மைய ஈர்ப்புவிசையால் அந்த நட்ச்சத்திரமே ஈர்க்கப்பட்டு , அதன் நிறையானது மிகக் குறைந்த இடத்தில் மிக அதிக நிறை குறுக்கப்படும். அது மேலும் மிக அதிக ஈர்ப்பு விசையை உருவாக்கும் அது மேலும் மிக அதிக நிறையை ஈர்த்து மிகக் குறைந்த இடத்தில் மிக அதிக நிறையைக் குவிக்கும் . Black Hole இன் மிக அடிப்படையே அதனின் மிகப் பிரமாண்டமான ஈர்ப்பு விசையாகும். அந்த பிரமாண்ட ஈர்ப்பு விசையானது மிகக் குறைந்த இடத்தில் மிக அதிக நிறையைக் குவிப்பதால் உருவாகிறது. எடுத்துக்காட்டாக பூமியின் நிறை கொண்ட ஒரு Black Hole 9mm அளவிலேயே இருக்கும் . அதாவது 5.9736×10²⁴ kg நிறையானது 9mm இடத்தில் குவிக்கப்பட்டிருக்கும்!. இன்னும் விரிவாகச் சொன்னால் 12,742 km விட்டம் (diameter) கொண்ட பூமியின் நிறையானது 9mm இடத்தில் குவிக்கப்பட்டால் அது ஒரு Black Hole!. இப்படி மிகப் பெரிய நட்சத்திரங்கள் தமது வாழ்நாளின் முடிவில் Black Hole ஆக உருமாறும்.

இப்படி உருவான Black Hole தன்னைச் சுற்றிலும் உள்ள பொருட்களை ( மற்ற நட்சத்திரங்கள் உட்பட !) ஈர்த்து விழுங்க ஆரம்பிக்கும். இப்படி மற்ற பொருட்களை ஈர்ப்பதால் அதனுடைய நிறை அதிகரிக்க ஆரம்பிக்கும் . இதனால் அதனுடைய ஈர்ப்பு விசை மேலும் அதிகரிக்க ஆரம்பிக்கும் . அது மேலும் பொருட்களை ஈர்க்க ஆரம்பிக்கும். இப்படி Black Hole பெரிதாக ஆரம்பிக்கும் . மேலும் இரண்டு Black Hole ஒன்றை ஒன்று ஈர்த்து இணையும் பொழுது அது மேலும் மிகப் பெரிய Black Hole ஆக உருமாறும்.

இப்பேரண்டமானது தன்னகத்தே மிகப் பிரமாண்ட அளவிலான Black Hole களைக் கொண்டிருக்கிறது. இப்பேரண்டத்திலுள்ள பெரும்பாலான galaxy களும் தன்னுடைய மையத்தில் மிகப் பிரம்மாண்டமான Black Hole களைக் கொண்டிருக்கிறது. நம்முடைய சூரியன் அமைந்திருக்கும் பால் வெளி மண்டலமும் (Milkyway Galaxy) தன்னுடைய மையத்தில் மிகப் பெரிய Black Hole யைக் கொண்டிருக்கிறது. இந்த Black Hole கள் அதனுடைய நிறையைக் கொண்டு வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக சூரியனின் நிறையை ப் போன்று 1,00,000 மடங்கு முதல் ஆயிரம் கோடி வரை நிறை கொண்ட Black Hole கள் Supermassive Black Hole கள் என்றழைக்கப்படுகின்றன . இவை இவ்வளவு நிறை கொண்டிருந்தாலும் இவற்றின் அளவு சில மில்லி AU லிருந்து 400 AU வரைதான் இருக்கும் ( AU - Austronomical Unit என்பது சூரியனுக்கும் பூமிக்கும் இடையே உள்ள தூரம் ஆகும் . அதாவது 149,597,870.700  km ஆகும் ) . இவ்வளவு பெரிய Black Hole களுடன் மிகச் சிறிய Black Hole களும் உள்ளன. நமது நிலாவின் அளவிற்கு நிறை கொண்ட Black Hole கள் Micro Black Hole கள் என்றழைக்கப்படுகின்றன. அவற்றின் அளவு 0.1 mm ஆகும்!.

ஒரு Black Hole ஐப் பார்த்தால் ஒரு கருப்பு வட்டம் போன்று இருக்கும். Black Hole இன் விளிம்புப் பகுதி. Event Horizon எனப்படும் . ஒரு Black Hole ஐச் சுற்றி வாயுக்களும் , தூசு உள்ளிட்ட மற்றப் பொருட்களும் சுற்றி வரும் (Spinning around the black hole). இந்தப் பகுதி Accretion Disc எனப்படும் . வாயுக்களும் , தூசுகளும் இந்த Accretion Disc இல் இருக்கும் வரை தப்பிப்பதற்கான வாய்ப்பாவது இருக்கும். எப்பொழுது ஒரு பொருள் Event Horizon ஐ அடைகிறதோ அப்பொழுது அது மீளவே முடியாத Black Hole இல் விழுந்து விடும். அதாவது அந்தப் பொருளிலிருந்து வெளியேறும் ஒளி கூட Black Hole லிலிருந்து வெளியேற முடியாது . ஏனெனில் Black Hole இன் ஈர்ப்பு விசையானது ஒளியின் வேகத்தை விட அதிகம் . அதனால்தான் ஒளிகூட Black Hole லிலிருந்து தப்ப முடியாது. இது Event Horizon என்று அழைக்கப்படுவதற்கு காரணம் அதில் நடைபெறும் எந்த ஒரு நிகழ்வும் (Event) வெளியிளிருப்பவற்கு தெரியவே தெரிய வராது.

இப்படி ஈர்க்கப்படும் பொருளானது , Black Hole இன் மையத்தை அடையும் . இந்த மையமே Singularity எனப்படும். இந்த Singularity யிலேயே Black Hole இன் மொத்த நிறையும் குவிந்திருக்கும். இந்த Singularity அளவற்றது. அதாவது அளவே இல்லாதது , Zero Volume. ஆம் Black Hole இன் முழு நிறையும் ஒரு புள்ளியில் குவிக்கப்பட்டிருக்கும். ஆனால் அந்தப் புள்ளி அளவற்றது. இப்படி ஒரு புள்ளியில் மொத்த நிறையும் குவிக்கப்பட்டிருப்பதாலையே அது அளவற்ற ஈர்ப்பு விசையைக் கொண்டிருக்கிறது . இதுவரை நாம் கூறிய Black hole இன் அளவு ( 0.1 mm முதல் 400 AU) என்பது அந்த Event Horizon னின் (ஆரம்) அளவே ஆகும் .

Black Hole ஐப் பற்றிய ஆச்சரியப்படத்தக்க விசயங்களில் ஒன்று, Black Hole நேரத்தை வளைக்கக் கூடியது. Black Hole இன் ஒரு இடத்திலிருந்து மற்றொரு இடத்தில் நேரம் மாறக்கூடியது. அதாவது Event Horizon இல் இருக்கும் நேரத்தை விட Singularity க்கு அருகில் இருக்கும் பகுதியில் நேரம் மெதுவாக ஓடும். இது எப்படி சாத்தியம் என்றால், அதிக ஈர்ப்பு விசை இருக்கும் இடத்தில் நேரமானது குறைவான ஈர்ப்பு விசை இருக்கும் இடத்தை விட மெதுவாகச் செல்லும் . ஆகாயத்தில் விமானத்தில் வைக்கப்பட்ட கடிகாரமானது (Automic Clock), பூமியில் வைக்கப்பட்ட கடிகாரத்தை விட வேகமாகச் செல்லும். இப்பேரண்டத்தில்  ஒரு இடத்திற்கும் மற்றொரு இடத்திற்கும் இடையாயான ஈர்ப்புவிசை வித்தியாசம் அதிகம் கிடையாது. அதனால் அதை பெரிதாக உணர முடியாது. ஆனால் Black Hole இல் ஒரு இடத்தில் இருக்கும் ஈர்ப்பு விசைக்கும் மற்றொரு இடத்தில் இருக்கும் ஈர்ப்பு விசைக்கும் இடையேயான வித்தியாசம் மிக அதிகம். அது எந்த அளவிற்கு என்றால் ஒருவர் ஒரு Black Hole இல் விழுந்தால் அவரின் தலையில் உணரப்படும் ஈர்ப்பு விசையை விட காலில் உணரப்படும் ஈர்ப்பு விசை மிக அதிகமாக இருக்கும் . இத்தகைய ஈர்ப்பு விசை வேறுபாட்டால் அவர் பிய்த்து எறியப்படுவார். இப்படி மிக அதிக ஈர்ப்பு விசை வித்தியாசம் இருப்பதால் , Black Hole இன் Singularity பகுதியில் நேரமானது infinity slow ஆகும். அதாவது கிட்டத்தட்ட நேரமானது ஓடாது!.

Black Hole - size zero, infinite density, infinite temperature, and infinite space-time curvature !.

Image Courtesy:
http://resources1.news.com.au/images/2013/04/03/1226611/300617-black-holes.jpg
http://i.space.com/images/i/000/013/577/i02/sygnux-black-hole.jpg?1322519885

அணு - நான் இன்றி எதுவும் இல்லை

நேற்று எங்கள் அலுவலகத்தில் கிழக்கு பதிப்பகம் தன்னுடைய புத்தக ஸ்டால் அமைத்திருந்தது. சென்ற தடவையே நான் அதிக புத்தகங்களை வாங்கி இருந்தேன். அதனால் இந்த தடவை புத்தக ஸ்டால் செல்ல வேண்டாம் என்று எண்ணி இருந்தேன். சரி என்று கடைசி நிமிடத்தில் ஒரு உந்துதலில் புத்தக ஸ்டால் சென்றேன். பெரும்பான்மையான புத்தகங்கள் தனி மனிதர்களைப் பற்றி இருந்தது. அவற்றை எல்லாம் wikipedia விலேயே படித்துக் கொள்ளலாம் என்பதால் அவற்றில் ஈடுபாடு ஏற்படவில்லை. பிறகு நோட்டம் விட்டுக்கொண்டிருந்த போது இரண்டு புத்தகங்கள் கண்ணில்பட்டன. ஒன்று "அணு" மற்றொன்று இரண்டாம் உலகப் போர். இரண்டுமே நாம் பள்ளி நாட்களில் படித்ததுதான். முக்கியமாக இரண்டாம் உலகப் போரை விக்கிபீடியாவிலேயே எளிதாக படித்துக்கொள்ளலாம்தான். ஆனால் இரவில் படுத்துக்கொண்டு படிப்பதற்கு புத்தகமே எளிது என்பதால் வாங்கலாம் என்று முடிவு பண்ணினேன்.

நேற்று இரவு "அணு" புத்தகத்தை படிக்க ஆரம்பித்தேன். என்னுடைய அனுமானம் சரியாகவே இருந்தது. பெரும்பாலும் இந்த புத்தகத்தில் இருந்தது நாம் பள்ளி நாட்களில் முக்கியமாக 11 மற்றும் 12 ஆம் வகுப்புக் காலத்தில் இயற்பியலில் படித்ததே அதிகம் இருந்தது. இருந்தாலும் கிட்டத்தட்ட refresh செய்து கொள்வது போன்றே இருந்தது.

ஆரம்பகால நூற்றாண்டுகள் ஆசிய நூற்றாண்டுகளாகவே இருந்தன. முக்கியமாக இந்தியா மற்றும் சீனாவின் நூற்றாண்டுகளாகவே இருந்தன. இவ்விரு நாடுகளும் பல வழிகளில் முன்னேறி மேற்கத்திய நாடுகளுக்கு ஓர் எடுத்துக்காட்டாக இருந்தன. மேற்கத்திய நாடுகள் உலோகங்களின் பயனை பற்றி அறிவதற்கு முன்பே இவ்விரு நாடுகளிலும் உலோகங்கள் பயன்பாட்டில் இருந்தன. இப்படியாக இருந்த காலத்தில் ஐரோப்பாவில் 18,19 ஆம் நூற்றாண்டுகளில் அறிவியல் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டது. அவர்கள் அறிவியலின் பாதையில் செல்ல ஆரம்பித்தனர். அதிலிருந்தே ஆசியாவிற்கும் ஐரோப்பாவிற்கும் வேறுபாடு ஆரம்பித்தது. ஐரோப்பா பல துறைகளில் முன்னேறிக்கொண்டிருந்தது. அவற்றில் முக்கியமானது அணு ஆராய்ச்சி. ஆரம்ப காலத்திலேயே இந்தியா மற்றும் ஐரோப்பாவில் அணு என்ற ஒன்று இருப்பதாக ஓர் அனுமானம் இருந்தது. ஆனால் அதன் உண்மையான கட்டமைப்பு எதுவும் அறிவியல் முன்னேறாத அந்த காலத்தில் தெரிந்துருக்கவில்லை .

அணு பற்றிய ஆராய்ச்சிகள் 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியிலேயே ஆரம்பித்தன. கதிரியக்கம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதே அணு ஆராய்ச்சிக்கு ஆரம்பம் எனலாம். அதற்கு யுரேனியம் தன்னியல்பாக கதிர்களை உமிழ்கிறது என்று கண்டறியப்பட்டது ஆரம்பம் எனலாம். பெக்வாரல் என்பவர் யுரேனியம் தன்னியல்பாக கதிர்களை உமிழ்கிறது என்று கண்டறிந்தார். இதற்கடுத்து மேரி க்யூரி யுரேனியத்தில் மேலும் பல ஆராய்சிகள் நடத்தினார். அவர் கதிரியக்கம் உமிழும் மேலும் ஒரு தனிமத்தை கண்டறிந்தார். அது தோரியம் ஆகும். இவரே கதிர்களை தன்னியல்பாக உமிழும் இவ்வியல்புக்கு கதிரியக்கம் (Radio Activity) என்று பெயர் வைத்தார். மேரி க்யூரி மேலும் பல ஆராய்ச்சிகள் நடத்தி யுரேனியத்தை விட 10 லட்சம் மடங்கு கதிரியக்கத்தை வெளியிடும் ரேடியம் என்னும்தனிமத்தை 1902 ஆம் ஆண்டு கண்டறிந்தார். பெக்வாரல், மேரி க்யூரி மற்றும் அவருடைய கணவர் பியர் க்யூரிக்கு 1903 ஆம் ஆண்டு நோபல் பரிசு அளிக்கப்பட்டது.

ரூதர்போர்ட் அணுவைப் பற்றி மேலும் பல ஆராய்ச்சிகள் நடத்தினார். அவரே அணுவுக்குள் அணுக்கரு (nucleus) என்று ஒன்று உண்டு என்றும் அந்த அணுக்கருவிற்குள் புரோட்டான்கள் உள்ளன என்றும் கண்டுபிடித்தார். மேலும் அணுக்கருவிற்குள் புரோட்டான்கள் மட்டுமே இருப்பதில்லை என்றும் அதையும் தாண்டிய ஒரு பொருள் இருக்கவேண்டும் என்று கருதினார். அதற்கு அவர்நியூட்ரான் என்று பெயரிட்டார். கவனிக்கவும் நியூட்ரான்கள் அப்பொழுது கண்டுபிடிகப்படவில்லை. இது நடந்தது 1911 ஆம் ஆண்டு. அதற்கு பல ஆண்டுகளுக்குப் பிறகே அதாவது 1932 ஆம் ஆண்டில்தான் ரூதர்போர்டின் மாணவரான ஜேம்ஸ் சாட்விக் நியூட்ரானை கண்டுபிடித்தார். நியூட்ரான் என்ற ஒன்று கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பின்தான் அணுவின் கட்டமைப்பு பற்றி தெரிய வந்தது. அணு என்ற ஒன்றின் நடுவில் அணுக்கரு என்ற ஒன்று இருப்பதாகவும் அந்த அணுக்கருவில் புரோட்டான்களும், நியூட்ரான்களும் இணைந்து இருப்பதாகவும் அவற்றை சுற்றி எலக்ட்ரான்கள் வலம் வருவதாகவும் கண்டறியப்பட்டது. ரூதர்போர்ட் அணுவிற்குள் நிறைய காலி இடம் இருப்பதை கண்டறிந்தார். ஒரு அணுவை ஒரு கிமீ விட்டம் கொண்டதாக விரிவுபடுத்தமுடியும் என்று கொள்வோம். அப்படி செய்தாலும் அணுவின் கரு ஒரு கோலி குண்டு அளவிலேயே இருக்கும். கிட்டத்தட்ட எலெக்ட்ரான்கள் அணுக்கருவிலிருந்து அரை கிமீ தள்ளி உள்ளன . அந்த அளவிற்கு அணுவில் காலி இடம் உண்டு.

அணுவானது புரோட்டான்களையும், நியூட்ரான்களையும் இழந்து வேறொரு அணுவாக மாறுகிறது. இந்த நிகழ்ச்சிக்கு அணுச்சிதைவு என்று பெயர். இதனையும் கண்டறிந்தவர் ரூதர்போர்டே. இவர் இதனை பிரடரிக் சோடி என்பவருடன் சேர்ந்து இதனை கண்டறிந்தார். இத்தகைய நிகழ்வு எல்லா அணுக்களிலும் இயல்பாக நிகழ்வதில்லை. ரேடியம், யுரேனியம் போன்ற கதிரியக்க தனிமங்களில்தான் நடைபெறுகிறது. இந்த அணுச் சிதைவின்போது ஆல்பா, பீட்டா, காமா ஆகிய மூன்று கதிர்கள் வெளிப்படுகின்றன. ஆல்பா கதிர் இரண்டு புரோட்டான்களையும் , நியூட்ரான்களையும் கொண்டது. ஆக யுரேனியம் ஒரு ஆல்பா கதிரை இழந்து தோரியமாக மாறுகிறது. பீட்டா கதிர் வெறும் எலெக்ட்ரானை மட்டுமே கொண்டுள்ளது. யுரேனியமானது இவ்வாறு ஆல்பா, பீட்டா கதிர்களை உமிழ்ந்து தோரியமாகவும், பின் மேலும் சில மாற்றங்களுக்குப் பிறகு அது ரேடியமாகவும் , பின் அது ரேடானாகவும், பின் அது பொலேனியமாகவும் மாறுகிறது. பின் கடைசியில் அது காரியமாகவும் மாறுகிறது. பின் அதில் மாற்றம் நிகழ்வதில்லை.

அணு இயற்பியலில் முக்கிய இடத்தை வகிப்பவர் ரூதர்போர்ட். 1908 ஆம் ஆண்டு இவர் நோபல் பரிசு பெற்றார். இவருடைய மாணவர்கள் 11 பேர் நோபல் பரிசு பெற்றனர் என்பதிலிருந்து ரூதர்போர்டை பற்றி அறியலாம். ரூதர்போர்ட் அணுவை ஆல்பா கதிர்களை வைத்து தாக்கினார். இதே போன்ற ஆராய்ச்சியில் மேரி க்யூரியின் மகள் ஐரீன் க்யூரியும் அவருடைய கணவர் பிரடெரிக் ஜோலியேவும் பல அணுக்களை ஆல்பா துகள்களை கொண்டு தாக்கினார். இதன் மூலம் பல தனிமங்களின் ஐசோடோப்புகள் உருவாக்கப்பட்டன. இவ்வாறு செயற்கையாக ஐசோடோப்புகளை உருவாக்கியதால் இருவருக்கும் 1935 இல் நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. ரூதர்போர்டும், ஐரீன் க்யூரியும் அணுக்களை ஆல்பா துகள்களை கொண்டு தாக்கியபோது இத்தாலிய விக்ய்ஞானி என்ரிகோ பெர்மி அணுவைத் தாக்க நியூட்ரான்களை தேர்ந்தெடுத்தார். இது அணு இயலில் முக்கியமான நிகழ்ச்சியாகும். பெர்மி அணுவை குறைந்த வேகம் கொண்ட நியூட்ரான்களை கொண்டு தாக்கியபோது மிகப் பெரிய விளைவு ஏற்பட்டது. ஆனால் பெர்மிக்கு என்ன நடந்தது என்றே தெரியவில்லை. இவருக்கு அடுத்து ஆட்டோ ஹான் என்பவரும் நியூட்ரான்களை கொண்டு அணுக்களை தாக்கினார். அவருக்கும் நடந்தது என்ன என்று தெரிந்திருக்கவில்லை. நடந்தது என்ன என்பதை முழுமையாக தெரிந்து கொண்டவர் லிசே மைட்னர் என்னும் யூதப் பெண் ஆவார். அவரே இவ்விளைவு அணு பிளப்பு என்று கூறினார். அணுப் பிளப்புக்காக ஆட்டோ ஹானுக்கு 1945 இல் நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது.

இரண்டாம் உலகப் போரின்போது பல யூத விக்ய்ஞானிகள் ஹிடலருக்குப் பயந்து அமெரிக்காவில் குடி ஏறினர். அப்பொழுதுதான் அணுவை பிளக்க முடியும் என்றும் , அப்படி பிளப்பின் போது பேராற்றல் வெளிப்படும் என்னும் செய்தி அமெரிக்காவை அடைந்தது. அப்பொழுது இரண்டாம் உலகப் போர் உச்சகட்டம் அடைந்திருந்தது. ஆக அணுவைப் பிளப்பதன் மூலம் அணு குண்டு என்ற பேரழிவு ஆயுதத்தை தயாரிக்கலாம் என்ற எண்ணம் உலக அளவில் எழுந்தது. ஆக அமெரிக்காவில் இருந்த விக்ய்ஞானிகள் அணு ஆயுத தயாரிப்பு என்ற நோக்கத்தில் ஆராய்ச்சியில் ஈடுபட்டனர். அமெரிக்க விய்ஞானிகளுக்கு ஹிட்லர் அணு குண்டு தயாரிப்பதற்கு முன் அணு குண்டை தயாரித்து விட வேண்டும் என்ற வெறி . அதனால் அவர்கள் அப்பொழுது அமெரிக்க ஜனாதிபதியான ரூஸ்வெல்ட்டிடம் இதற்கான ஒப்புதல் பெற்றனர் . அதே நேரத்தில் ஜெர்மனியும் அணு குண்டு தயாரிப்பில் ஈடுபட்டது. நார்வேயில் இருந்த ஒரு கன நீர் ஆலையை எப்படியும் கை பற்றிவிட வேண்டும் என்று ஜெர்மனி மிகப் பிரயத்தனப்பட்டது . ஏனெனில் அணு ஆராய்ச்சியில் நியூட்ரான்களின் வேகத்தை குறைப்பதற்கும், மேலும் குளிர்விப்பானாகவும் கன நீர் பயன்பட்டது. அதற்காகவே அப்பொழுது உலகில் இருந்த அந்த ஒரே கன நீர் தயாரிப்பு ஆலையை கைபற்ற ஜெர்மன் பிரயத்தனப்பட்டது. அதனை முறியடிக்க அமெரிக்காவும் , பிரிட்டனும் அனைத்து நடவடிக்கைகளையும் மேற்கொண்டன.

யுரேனியத்தில் ஒரு ஐசொடோப்பான யுரேனியம் - 235 தான் அணுகுண்டு தயாரிப்பதற்கு ஏற்றது. ஆனால் யுரேனியத்தில் யுரேனியம்-235 0.7% இருக்கும். ஆகவே யுரேனியம்-235 ஐ பிரித்தெடுக்க அமெரிக்காவில் ஒரு ஆலை அமைக்கப்பட்டது. உலகின் முதல் அணுகுண்டு அமெரிக்காவால் தயாரிக்கப்பட்டு 16 ஜூலை 1945 இல் பரிசோதிக்கப்பட்டது. இதே நேரத்தில் இரண்டாம் உலகப்போரில் திருப்பமாக ஜெர்மனி அடி மேல் அடி வாங்கியது. பின் மே 8, 1945 அன்று ஜெர்மனி சரண் அடைந்தது. ஆனால் ஜப்பான் மட்டும் சரணடையாமல் தொடர்ந்து போரிட்டு வந்தது. அதனால் அதன் மீது அணு குண்டு வீசுவதென அமெரிக்க அதிபராக ரூஸ்வெல்ட்டுக்குப் பின் வந்த ட்ரூமன் முடிவெடுத்தார். ஆனால் அதனை எதிர்த்து பல விக்ய்ஞானிகள் அவருக்கு கடிதம் எழுதினர். இருந்த போதிலும் முதல் முதலாக 1945 ஆகஸ்டு 6 ஆம் தேதி ஹிரோஷிமாவின் மீது அன்று அணு குண்டு வீசப்பட்டது. அது யுரேனியம் -235 வகையைச் சார்ந்தது . அதற்கடுத்து மூன்று நாள் கழித்து ஆகஸ்டு 9 ஆம் தேதி நாகசாகியின் மீது அணு குண்டு வீசப்பட்டது. அது புளூட்டோனியம் வகையைச் சார்ந்தது.

நாம் இது வரை பார்த்தது அணுக்கரு பிளவு. ஓர் அணுவை நியூட்ரான் கொண்டு தாக்கும்போது அது இரண்டு அணுக்களாகப் பிரிகிறது . அப்பொழுது ஆற்றல் வெளிப்படுகிறது. இதுவே தத்துவம். இதற்குப் பின் அணுக்கரு இணைவின் மூலமும் ஆற்றல் வெளிப்படும் என்று கண்டறியப்பட்டது. இரண்டு ஹைட்ரஜென் அணுக்கள் இணைந்து ஹீலியம் அணுவாக மாறும்போது மிகப் பெரிய ஆற்றல் வெளிப்படும் என்று கண்டறியப்பட்டது. அதாவது 2 gm எடை கொண்ட இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் இணைந்து ஒரு ஹீலியம் அணு உருவாவதாக கொள்வோம். இப்படி உருவாகும் ஹீலியம் அணுவின் எடை 4gm ஆக இருப்பதில்லை. அதன் எடை 3.97gm ஆகவே இருக்கிறது. மீதி 0.03 gm ஆற்றலாக வெளிப்படுகிறது. இதுவே அணுக்கரு இணைவின் அடிப்படை. அணுக்கரு இணைவின் மூலம் வெளிப்படும் ஆற்றலானது அணுக்கரு பிளவின் மூலம் வெளிப்படும் ஆற்றலை விட பல மடங்கு அதிகம். சூரியனில் நடைபெறுவது இந்த நிகழ்வே. இதன் மூலமே சூரியனில் ஆற்றல் வெளிப்படுகிறது. இவ்வாறு இரண்டு ஹைட்ரஜென் அணுக்கள் இணைந்து ஹீலியம் அணுவாக மாறுவதன் மூலம் ஆற்றல் வெளிப்படும் இந்த நிகழ்வை அடிப்படையாக கொண்டு தயாரிக்கப்படும் அணு குண்டு ஹைட்ரஜென் குண்டு எனப்பட்டது . ஹைட்ரஜென் குண்டை முதன் முதலில் பரிசோதித்த நாடு சோவியத் ரஷ்யா . 1961 இல் ரஷ்யாவால் சோதிக்கப்பட்ட ஹைட்ரஜென் குண்டு ஹிரோசிமாவில் வீசப்பட்ட குண்டைப் போல் 6000 மடங்கு சக்தி வாய்ந்தது. இதுவரை உலகில் 500 க்கும் மேற்பட்ட தடவை அணுகுண்டு சோதனைகள் நடத்தப்பட்டுள்ளன.

இதன் பின் அணுவை ஆக்க வேலைக்குப் பயன்படுத்த முதல் அணு மின்நிலையம் 1956 ஆம் ஆண்டு பிரிட்டனில் அமைக்கப்பட்டது. இன்றைய அணு உலைகளின் அடிப்படை அணுகரு பிளவு ஆகும். யுரேனியம் அணுவை நியூட்ரான் கொண்டு தாக்கும் போது அது இரண்டு அணுவாகப் பிளந்து அதன் மூலம் ஆற்றல் வெளிப்படுகிறது. இப்படி பிளவின் மூலம் மேலும் பல நியூட்ரான்கள் வெளிப்படுகின்றன. இவை மற்ற யுரேனியம் அணுக்களை தாக்கி மேலும் ஆற்றலை வெளிப்படுத்துகிறது. இப்படி கட்டுபடுதப்படாத நிலையில் யுரேனியம் அணு பிளக்கும் செயலே அணு குண்டு ஆகும். ஆனால் அணு உலைகளில் இந்த யுரேனியத்தை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலையில் பிளக்கும் போது வெளிப்படும் ஆற்றலைக் கொண்டு நாம் மின்சாரம் தயாரிக்கலாம். இதுவே இன்றைய அணு உலைகளில் நடைபெறுகிறது.

இன்றைய நிலையில் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வகையில் அணுக்கருவை இணைக்க முடியவில்லை. ஆனால் அதனை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வகையில் இணைத்தால் நாம் மின்சாரம் பெறலாம். அணுக்கரு இணைவின் மூலம் வெளிப்படும் ஆற்றலே மிக நல்லது. ஏனெனில் அணுக்கரு பிளவின் மிக முக்கிய அம்சம் கதிரியக்கமாகும். இது மிக ஆபத்தானது. இதற்க்கு அணு உலைகளில் மிக அதிக பாதுகாப்பு ஏற்பாடுகள் செய்ய வேண்டியுள்ளது. மேலும் எரிந்து முடிந்த யுரேனியமும் மிக ஆபத்தானது. அதனால் அதனை பாதுகாக்கவும் வேண்டி உள்ளது. ஆனால் இத்தகைய ஆபத்துகள் அணுக்கரு இணைவில் கிடையாது. மேலும் அணுக்கரு பிளவிற்கான எரிபொருள் யுரேனியம், புளுட்டோனியம் போன்றவை ஆகும். இவை மிக குறைந்த அளவே உள்ளன. அணுக்கரு இணைவிற்கு தேவையான எரிபொருள் மிக சாதாரணமான ஹைட்ரஜன். இது நீர் வடிவில் மிக அதிக அளவு உள்ளது. ஆக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வகையில் அணுக்கருவை இணைத்தால் நாம் எவ்வளவு வேண்டுமென்றாலும் மின்சாரம் தயாரிக்க முடியும். இதற்கான ஆராய்ச்சிகள் நடைபெறுகின்றன. உலகின் முதல் அணுக்கரு இணைவு உலை தெற்கு பிரான்சில் அமைக்கப்பட்டு வருகிறது. இது ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)எனப்படுகிறது. இதில் சீனா, ஐரோப்பிய யூனியன், அமெரிக்கா , ரஷ்யா, தென் கொரியா, ஜப்பான் மற்றும் இந்தியா ஆகிய நாடுகள் இணைந்து மேற்கொள்கின்றன.

அணு உலைகள் பல வழிகளில் பயன்படுகின்றன. ஆரம்ப காலத்தில் நீர் மூழ்கி கப்பல்கள் டீசல் என்ஜின் கொண்டு இயங்கின. இன்று பல நாடுகள் டீசல் என்ஜின் கொண்டு இயங்கும் நீர் மூழ்கி கப்பல்களையே கொண்டிருக்கின்றன. டீசல் என்ஜின் கொண்டு இயங்கும் நீர் மூழ்கி கப்பல்களில் பல இடர்பாடுகள் உண்டு. அதாவது டீசல் எஞ்சின்கள் அதிக சத்தம் எழுப்பக் கூடியவை. அந்த சத்தம் வெகு தூரம் நீரில் பரவும் . அந்த சத்தத்தைக் கொண்டு எதிரி நாட்டுக் கப்பல்கள் மிக எளிதாக இந்த நீர் மூழ்கி கப்பல்களை கண்டுபிடித்து அழித்து விட முடியும். அதனால் இந்த வகை நீர்மூழ்கி கப்பல்கள் ஆபத்தற்ற பாதுகாப்பு பகுதிகளில் இருக்கும்போது தங்களுடைய பாட்டரிகளை recharge செய்து கொண்டு அதை வைத்து நீந்தும். மேலும் டீசல் நிரப்ப அவை அடிக்கடி தாய் நாட்டுக்குச் செல்ல வேண்டும். இத்தகைய இடர்பாடுகள் அணு உலைகளை பயன்படுத்தும் nuclear submarine களில் கிடையாது. இந்த nuclear submarine களில் சிறிய அணு உலைகள் இருக்கும். அவற்றின் மூலம் மின்சாரம் பெற்று நீர் மூழ்கி கப்பல்கள் இயங்கும், மேலும் கடல் நீரிலிருந்து குடி நீரையும் , ஆக்ஜிசனையும் பெற்றுக் கொள்ளும். ஒரு nuclear submarine தனக்குத் தேவையான உணவையும், மருந்துகளையும் நிரப்பிக் கொண்டால் அவை பல ஆண்டுகள் நீரின் மேற்பரப்புக்கு வராமல் நீரில் மூழ்கியே இருக்க முடியும். 1950 களின் மத்தியில் அமெரிக்கா முதல் nuclear submarine ஐ கட்டுவித்தது. இந்தியாவும் தனது முதல் nuclear submarine ஐ உருவாக்கும் பணியில் ஈடுபட்டுள்ளது. இதே போன்று விமானம் தாங்கி கப்பல்களை இயக்கவும் அணு உலை பயன்படுகிறது.

இன்று விண்ணில் செலுத்தப்படும் செயற்கைகோள்கள் தங்களுக்குத் தேவையான மின்சாரத்தை சூரிய ஒளியிலிருந்து பெறுகின்றன. அதற்காக அவற்றின் இறக்கை போன்ற பகுதிகளில் சூரிய ஒளியை மின்சாரமாக மாற்ற ஒளித்தகடுகள் பொருத்தப்படுகின்றன. ஆனால் வெகு தொலைவில் வியாழன், செவ்வாய் போன்ற கோள்களை ஆராய அனுப்பப்படும் விண் ஓடங்களில் மேற்கூறிய முறையை செயல்படுத்த முடியாது. ஏனெனில் அவ்வளவு தொலைவில் சூரிய ஒளி மிகக் குறைவாகவே இருக்கும் . அதன் மூலம் மின்சாரம் தயாரிக்க முடியாது. ஆக அத்தகைய ஓடங்களிலும் அணு உலைகளே பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அமெரிக்கா செலுத்திய ஒரு விண்வெளி ஓடத்தில் அதிக பட்சமாக 30 கிலோ புளூட்டோனியம் வைத்து அனுப்பப்பட்டது.

இந்த பிரபஞ்சத்தில் ஒவ்வொரு பொருளுக்கும் எதிர் பொருள்கள் இருப்பதாக நம்பப்படுகிறது. இத்தகைய பொருளும் அதன் எதிர் பொருளும் சந்தித்துக் கொண்டால் அவை ஒன்றை ஒன்று அழித்துக் கொண்டு இறுதியில் வெறும் ஆற்றலே மிஞ்சும். இந்த பிரபஞ்சம் உருவானபோது அது பொருளையும், எதிர் பொருளையும் கொண்டிருந்தது. அத்தகைய பொருளும் எதிர் பொருளும் ஒன்றை ஒன்று அழித்துக் கொண்டிருந்தன. ஆனால் ஒரு கட்டத்தில் எதிர் பொருள் எல்லாம் மறைந்து இறுதியில் வெறும் பொருளே மிஞ்சியது. அதற்கான காரணம் தெரியவில்லை.

இந்த வகையில் ஆராய்ச்சி நடத்திய போது விக்ய்ஞானிகள் புரோட்டான்களுக்கு எதிர் பொருளான எதிர் புரோட்டான்களையும், எலக்ட்ரான்களுக்கு எதிர் பொருளான பாசிட்ரான்களையும் , நியூட்ரான்களுக்கு எதிர் பொருளான எதிர் நியூட்ரான்களையும் கண்டறிந்தனர். இந்த எதிர் புரோட்டான்கள் எதிர் மின்னோட்டத்தையும், பாசிட்ரான்கள் நேர் மின்னோட்டத்தையும் கொண்டிருந்தன. எதிர் நியூட்ரான்களும் மின்நூட்டமற்றவையே. விக்ய்ஞானிகள் இவற்றைக் கொண்டு முதன் முதலில் 9 எதிர் ஹைட்ரஜன்களை உருவாக்கினர். ஆனால் அவை அற்ப காலமே உயிர் வாழ்ந்தன. அதாவது ஒரு நொடியில் 4000 த்தில் ஒரு பங்கே உயிர் வாழ்ந்தன. அதற்கடுத்து மேலும் பல ஆராய்ச்சிகள் செய்து 50,000 எதிர் ஹைட்ரஜன்களை உருவாக்கினர். இப்பொழுது இத்துறையில் மேலும் பல ஆராய்ச்சிகள் நடைபெற்று வருகின்றன.

மீள் ஆற்றல்

நான் சிறுவயதில் என் பாட்டி ஊருக்குச் செல்லும் போது அங்கு சூரிய ஒளியால் இயங்கும் தெரு விளக்கைப் பார்த்திருக்கிறேன். அப்பொழுது அது எனக்கு மிகப் புதுமையாகவும் வியப்பாகவும் இருக்கும். அப்பொழுதெல்லாம் தூர்தர்சனில் மீள் ஆற்றல் எனப்படும் renewable energy ஆகிய சூரிய ஒளி மற்றும் bio gas ஆல் இயங்கக்கூடிய அடுப்புகளைப் பயன்படுத்துமாறுக் கூறும் விளம்பரங்களை பார்த்திருக்கிறேன். இருந்தாலும் இந்தியா போன்ற சூரிய ஒளி அபரிமிதமாகக் கிடைக்கும் நாட்டில், சூரிய ஒளி அதிக அளவில் பயன்படுத்தப்படவில்லை என்றேக் கூறவேண்டும். நகரங்களை ஒப்பிடும் போது கிராமங்கள் பரவாயில்லை. கிராமங்களில் சூரிய ஒளியால் இயங்கக்கூடிய தண்ணீர்இறைக்கும் மோட்டர்களையும், மின் அடுப்புகளையும், மின்சார வேலிகளையும் காணலாம்.

இந்தியா போன்ற ஆண்டுக்கு 7% க்கும் மேல் பொருளாதார வளர்ச்சி கொண்டிருக்கும் நாடு தன்னுடைய ஆற்றல் தேவைக்காக, பெரும் பகுதி பணத்தை பிற நாடுகளுக்கு வாரி இறைக்க முடியாது. பிரேசில் நாடு தன்னுடைய ஆற்றல் தேவைக்காக எத்தனால் போன்ற bio fuel ஐ அதிக அளவில் பயன்படுத்துகிறது. அதற்காக தன்னுடைய நாட்டில் அதிக அளவில் விளையும் கரும்பைப் பயன்படுத்திக் கொள்கிறது.

அணு உலைகளிலிருந்து பெறப்படும் ஆற்றல் மிகப் பயனுள்ளதுதான். பிரான்ஸ் போன்ற நாடுகள் தன்னுடைய ஆற்றல் தேவையில் 70% ஐ அணு உலைகளின் மூலம் பூர்த்தி செய்துகொள்கிறது. இருந்தாலும் நம்முடைய அணு உலைகளின் தேவையான மூலப் பொருள்களுக்கு நாம் ஆஸ்திரேலியா, அமெரிக்கா, பிரான்ஸ் போன்ற நாடுகளையேச் சார்ந்துள்ளோம். இதற்க்கு அமெரிக்காவுடன் நாம் செய்து கொண்ட அணுஒப்பந்தம் பயனுள்ளது. இருந்தாலும் நாம் பிற நாடுகளை அதிக அளவில் சார்ந்திருக்க முடியாது. இதற்காக தோரியம் சார்ந்த அணு உலைகளைப் பற்றிய ஆராய்ச்சிக்கு நாம் அதிக அளவில் முக்கியத்துவம் கொடுக்க வேண்டும். உலகில் இருக்கும் தோரியத்தில் 40% இந்தியாவில் உள்ளது. அவற்றின் பெரும்பகுதி கேரளக் கடற்கரையில் உள்ளது.

எதிர்கால அணு உலைகளில் மூலப் பொருளாக இருக்கக்கூடியது ஹீலியம். சந்திரனில் அதிக அளவில் ஹீலியம் உள்ளது. இந்தியா மேற்கொண்ட சந்திராயன் ஆராய்ச்சியும் அதன் மூலம் நம் மூவர்ணக்கொடி கொண்ட ஆராய்ச்சிப் பொருளை சந்திரனில் விழச் செய்ததும், எதிர்காலத்தில் சந்திரனில் இருக்கும் ஹீலியத்தின் மீது நம்முடைய பங்கை உறுதி செய்யும் செயலே ஆகும்.

தற்போது இந்தியா தன்னுடைய ஆற்றலின் தேவைக்கு நிலக்கரி மற்றும் பெட்ரோலியத்தையே பெரும்பகுதி நம்பி உள்ளது. ஆனாலும் நாம் ரொம்ப காலத்திற்கு இந்த மீளா ஆற்றலை நம்ப முடியாது . அணு உலைகளின் மூலம் கிடைக்கும் ஆற்றலும் ரொம்ப காலத்திற்குக் கிடைக்காது. ஆக மிகச் சிறந்த ஆற்றல் மூலம் காற்றும், சூரிய ஒளியுமே ஆகும். ஆனாலும் இந்தியாவில் சூரிய ஒளியின் மூலம் தயாரிக்கப்படும் மின்சாரம் 6 megawatts தான். சூரிய ஒளி மின்சாரத்தை நாம் அதிக அளவில் அதிகரிக்க வேண்டும்.

சில நாட்களுக்கு முன்பு இந்தியா வரும் 2022 க்குள் சூரிய ஒளி மூலம் தயாரிக்கப்படும் மின்சாரத்தை 20 gigawatts ஆக உயர்த்த எண்ணியுள்ளதாக அறிவித்துள்ளது. மூன்று கட்டமாக நடத்த உள்ள இத்திட்டத்திற்கு , முதல் கட்டத்திற்கு மட்டும் 4300 கோடி ரூபாய் செலவிடவுள்ளதாகக் கூறியுள்ளது. இது ஒரு மிகச் சிறந்த நடவடிக்கை. உலகம் வெப்பமயமாகிக் கொண்டிருக்கும் இன்றைய காலகட்டத்தில் CO2 போன்ற green house வாயுக்களைக் குறைக்க இந்த நடவடிக்கை உதவும்.

ஆனால் சூரிய ஒளியிலிருந்து மின்சாரம் தயாரிக்கும் செயலில் நாம் இன்னும் அதிக தூரம் செல்ல வேண்டியுள்ளது. தற்பொழுது இந்தியாவில் சூரிய ஒளியிலிருந்து மின்சாரம் தயாரிக்க ஆகும் செலவானது நிலக்கரியிலிருந்து மின்சாரம் தயாரிக்க ஆகும் செலவைப் போல் இரண்டரை மடங்காகும். நாம் மேலும் பல ஆராய்ச்சிகள் செய்யவேண்டும் . இருந்த போதிலும் இந்தியா 2022 க்குள் 20 gigawatts சூரிய மின்சாரம் தயாரிக்க வேண்டும் என்று அறிவித்திருப்பது மிகச் சிறந்த நடவடிக்கையாகும்.