नाभिकीय विखंडन

nuclear fission

परमाणु विखंडन एक परमाणु प्रतिक्रिया है जिसमें एक परमाणु का नाभिक दो या दो से अधिक छोटे नाभिकों में विभाजित हो जाता है, साथ ही महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा निकलती है। यह प्रक्रिया परमाणु ऊर्जा उत्पादन और परमाणु हथियारों के मूल में है।

परमाणु विखंडन: मूल अवधारणा

   प्रायः परमाणु विखंडन यूरेनियम-235 या प्लूटोनियम-239 जैसे भारी परमाणु नाभिक पर न्यूट्रॉन से बमबारी करके शुरू किया जाता है।

   जब भारी नाभिक न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है, तो यह अस्थिर हो जाता है और दो या दो से अधिक छोटे नाभिकों में विभाजित हो जाता है, जिससे इस प्रक्रिया में अतिरिक्त न्यूट्रॉन निकलते हैं।

   ये जारी न्यूट्रॉन फिर पास के भारी नाभिक में आगे विखंडन प्रतिक्रियाएं शुरू कर सकते हैं, जिससे एक श्रृंखला प्रतिक्रिया बन सकती है।

   परमाणु विखंडन में निकलने वाली ऊर्जा द्रव्यमान के ऊर्जा में रूपांतरण का परिणाम है, जैसा कि आइंस्टीन के द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता सिद्धांत ($E=m\cdot c^{2}$) द्वारा वर्णित है।

गणितीय समीकरण

परमाणु विखंडन में ऊर्जा विमोचन की गणना आइंस्टीन के द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता समीकरण का उपयोग करके की जाती है:

$E=\Delta m\cdot c^{2},$

जहाँ:

   $E$ ऊर्जा रिलीज है।

   $\Delta m$ द्रव्यमान दोष है, जो अभिकारकों के प्रारंभिक द्रव्यमान (भारी नाभिक और न्यूट्रॉन) और उत्पादों के अंतिम द्रव्यमान (छोटे नाभिक और न्यूट्रॉन) के बीच का अंतर है।

   $c$ प्रकाश की गति है, लगभग $3\times 10^{8}$ मीटर प्रति सेकंड ($m/s$)।

द्रव्यमान दोष उस द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करता है जो विखंडन प्रक्रिया के दौरान ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है।

आरेख

परमाणु विखंडन की अवधारणा को दर्शाने वाला एक सरलीकृत आरेख इस तरह दिख सकता है:

    Nuclear Fission
  ---------------------
 |   Uranium-235      |
 |   Nucleus          |
 |                    |
 |    Neutron         |
 |                    |
 |   Smaller Nuclei   |
 |    and Neutrons    |
 |                    |
 |     Energy         |
 |                    |
  ---------------------

चित्र में, आप यूरेनियम-235 के एक भारी नाभिक को न्यूट्रॉन को अवशोषित करते हुए और फिर छोटे नाभिकों में विभाजित होते और ऊर्जा छोड़ते हुए देख सकते हैं। यह परमाणु विखंडन की प्रक्रिया है.

प्रमुख बिंदु

•    परमाणु विखंडन एक परमाणु प्रतिक्रिया है जिसमें परमाणु का नाभिक छोटे नाभिकों में विभाजित हो जाता है, जिससे ऊर्जा निकलती है।
•    इसका आरंभ एक भारी नाभिक पर न्यूट्रॉन से बमबारी करके की जाती है।
•    ऊर्जा का विमोचन आइंस्टीन के $E=m\cdot c^{2}$के अनुसार द्रव्यमान के ऊर्जा में रूपांतरण के कारण होता है।

संक्षेप में

परमाणु विखंडन परमाणु भौतिकी में एक मौलिक प्रक्रिया है और इसका उपयोग परमाणु ऊर्जा उत्पादन सहित विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। परमाणु विखंडन में ऊर्जा का विमोचन द्रव्यमान के ऊर्जा में रूपांतरण का परिणाम है, और यह प्रक्रिया शांतिपूर्ण परमाणु ऊर्जा और परमाणु हथियार दोनों का आधार है।