अणुभट्ट्यांत युरेनियमचा इंधन म्हणून वापर

अणुऊर्जा निर्माण करण्यासाठी वापरायच्या इंधनाकडून दोन निकष पूर्ण होण्याची गरज असते. पहिला निकष म्हणजे केंद्रकीय क्रियांमार्फत इंधनाद्वारे मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा निर्माण व्हायला हवी. दुसरा निकष म्हणजे एकदा सुरू झालेली ही केंद्रकीय क्रिया- कोळसा जसा एकदा पेटवला की संपेपर्यंत जळत राहतो त्याप्रमाणे अखंड सुरू राहायला हवी. हे दोन्ही निकष पूर्ण करणारे युरेनियम हे एकच इंधन निसर्गात उपलब्ध आहे. युरेनियम हे लोह, तांबं, जस्त यासारखंच धातूच्या स्वरूपातलं मूलद्रव्य आहे. मात्र हे मूलद्रव्य अल्प प्रमाणात किरणोत्सर्गी आहे.

निसर्गात उपलब्ध असणारे युरेनियम हे मूलद्रव्य मुख्यतः दोन प्रकारच्या अणूंचं मिश्रण आहे. या दोन्ही अणूंच्या वजनात किंचितसा फरक आहे. दोहोंच्या वजनातला हा फरक या अणूंतील न्यूट्रॉनच्या असमान संख्येमुळे निर्माण झाला आहे. या दोन्ही अणूंचे रासायनिक गुणधर्म सारखेच असले तरी न्यूट्रॉनच्या संख्येतील फरकामुळे या दोन्ही अणूंचे केंद्रकीय गुणधर्म वेगवेगळे आहेत.

यातील कमी वजनाच्या अणूंवर जर बाहेरून न्यूट्रॉन कणांचा मारा केला, तर या अणूंच्या केंद्रकांचं विखंडन होऊन मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा निर्माण होते. अधिक वजनाच्या युरेनियमच्या अणुकेंद्रकांचं मात्र सहजपणे विखंडन होऊ शकत नाही. नैसर्गिक युरेनिअममध्ये कमी वजनाच्या (विखंडनक्षम असणाऱ्या) अणूंचं प्रमाण ०.७ टक्के इतकं अत्यल्प आहे.

केंद्रकीय विखंडनादरम्यान प्रत्येक विखंडनक्रियेत दोन ते तीन न्यूट्रॉन कण उत्सर्जित होतात. हे न्यूट्रॉन कण युरेनियमच्या कमी वजनाच्या इतर अणुकेंद्रकांचं अशाच पद्धतीने विखंडन घडवून आणतात. या दुसऱ्या फेरीत निर्माण झालेले न्यूट्रॉन कण हे युरेनियमच्या कमी वजनाच्या आणखी अणुकेंद्रकांचं विखंडन करून ही साखळी पुढे चालू ठेवतात. अशा रीतीने विखंडनाची ही क्रिया ‘स्वपोषित’ होऊन अखंड स्वरूपात ऊर्जानिर्मिती होत राहते.

या क्षमतेमुळेच युरेनियम या मूलद्रव्याचा अणुइंधन म्हणून अणुभट्ट्यांत वापर केला जातो.