Group 1&2 Physics Material : అణు రియాక్టర్ల పితామహుడు ఎవరు..! గ్రూప్ 1&2కు ఉపయోగపడేలా..
రేడియోధార్మికత
ఒక రేడియోధార్మిక పదార్థం దానిలో నుంచి రేడియోధార్మిక కిరణాలను విడుదల చేస్తూ దాని అసలు ద్రవ్యరాశిలో సగం ద్రవ్యరాశిగా మార్పు చెందడానికి పట్టే కాలాన్ని ‘అర్ధ జీవిత కాలం’ అంటారు. అర్ధ జీవిత కాలాల విలువ ఆయా రేడియోధార్మిక కిరణాల స్వభావంపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది. కాబట్టి వేర్వేరు రేడియోధార్మిక పదార్థాల అర్ధ జీవిత కాలాలు వేర్వేరుగా ఉంటాయి. ఏదైనా ఒక రేడియోధార్మిక పదార్థం దాని నుంచి రేడియోధార్మిక కిరణాలను విడుదల చేస్తూ సీసం (Pb82) ఆకృతిని పొందినప్పుడు స్థిరత్వాన్ని పొందుతుంది. దీంతో ఆ పదార్థ రేడియోధార్మికత ఆగిపోతుంది. అందువల్ల సీసం అర్ధ జీవిత కాలాన్ని అనంతంగా తీసుకుంటారు.
Job Mela: నిరుద్యోగ యువతకు శుభ‌వార్త.. సెప్టెంబ‌ర్ 3వ తేదీ జాబ్‌మేళా.. ఎక్క‌డంటే..
కృత్రిమ రేడియోధార్మికత
ప్రయోగశాలలో ఒక స్థిరమైన పరమాణు కేంద్రకాన్ని భారయుత కణాలతో ఢీకొనే విధంగా చేసినప్పుడు అది రేడియోధార్మికతను ప్రదర్శిస్తుంది. దీన్ని ‘కృత్రిమ రేడియోధార్మికత’ అంటారు. ఐరీన్‌ క్యూరీ, ఫెడ్రిక్‌ జూలియట్‌ క్యూరీ కృత్రిమ రేడియోధార్మికతను కనుగొన్నారు.
ఉదా: ప్లూటోనియం (Pu), నెఫ్ట్యూనియం, అమెరిసియం(Americium), లారెన్సియం, క్యూరీయం, ఫెర్మియం, స్ట్రాన్షియం, ఐనిస్టీనియం మొదలైన మూలకాలు కృత్రిమ రేడియోధార్మికత ధర్మాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.
సాధారణంగా వినియోగించేU, Th, Pu రేడియోధార్మిక మూలకాల్లో.. çప్లూటోనియం (Pu)ను అత్యుత్తమ అణు ఇంధనంగా పరిగణిస్తారు.
స్ట్రాన్షియం (Stansium)–90 అనే రేడియోధార్మిక కిరణాలు అణు రియాక్టర్ల నుంచి విడుదలవుతాయి. ఇవి మానవుల చర్మంపై పడితే చర్మ కేన్సర్‌కు కారణమవుతాయి.
ఐన్‌స్టీన్‌ ప్రధాన పరిశోధనలు
1. ద్రవ్యరాశి శక్తి తుల్యత నియమం
E = mc2
2. సాపేక్ష సిద్ధాంతం
3. కాంతి విద్యుత్‌ ఫలిత సమీకరణం
కాంతి విద్యుత్‌ ఫలిత సమీకరణాన్ని ప్రతిపాదించినందుకు ఐన్‌స్టీన్‌కు 1921లో నోబెల్‌ బహుమతి లభించింది. ఐన్‌స్టీన్‌ను ఈ మిలీనియం శాస్త్రవేత్తగా గుర్తించి, గౌరవించారు.
Hyderabad University : హైద‌రాబాద్ యూనివ‌ర్సిటీలో పీహెచ్‌డీ కోర్సులు.. వీరికి మాత్రం..!
కేంద్రక విచ్ఛిత్తి
పరమాణు సంఖ్య 82, అంతకంటే ఎక్కువ ఉన్న పరమాణువు కేంద్రకాలను తటస్థ ఆవేశం ఉన్న న్యూట్రాన్‌తో ఢీకొట్టించినప్పుడు అది విచ్ఛిన్నం చెంది దాదాపు సరిసమానమైన రెండు కొత్త పరమాణు కేంద్రకాలుగా విడిపోతుంది. వాటిలో నుంచి కొన్ని న్యూట్రాన్లు, అత్యధిక అణుశక్తి విడుదలవుతాయి. దీన్ని ‘కేంద్రక విచ్ఛిత్తి’ అంటారు.
ఉదా: ఒక యురేనియం పరమాణు కేంద్రకాన్ని న్యూట్రాన్‌తో తాడనం చెందించినప్పుడు అది విచ్ఛిన్నం చెంది 36Kr,, 56Ba అనే కొత్త పరమాణు కేంద్రకాలుగా విడిపోతుంది. ఈ ప్రక్రియలో మూడు న్యూట్రాన్లు, 200 MeVల అణుశక్తి విడుదలవుతుంది.
యురేనియం న్యూట్రాన్లు అణుశక్తి
సాధారణంగా యురేనియం, థోరియం, ప్లూటోనియం మూలకాలు కేంద్రక విచ్ఛిత్తికి లోనవుతాయి. అందువల్ల వీటిని విచ్ఛిత్తిశీల పదార్థాలు లేదా అణు ఇంధనాలు అంటారు. వీటిలో యురేనియం ‘పిచ్‌బ్లెండ్‌’ రూపంలో, థోరియం ‘మోనజైట్‌’ రూపంలో భూమిలో లభిస్తాయి. ప్లూటోనియం అనేది మానవుడు రూపోందించిన కృత్రిమ రేడియోధార్మిక పదార్థం. కేంద్రక విచ్ఛిత్తిని ఒట్టోహన్, స్ట్రాస్‌మన్‌ అనే శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు.
గొలుసు చర్య (శృంఖల చర్య): విచ్ఛిత్తి శీల పదార్థంలో విచ్ఛిత్తి చర్య నిరంతరంగా కొనసాగుతూ అన్ని కణాలకు విస్తరించడాన్ని ‘గొలుసు చర్య’ లేదా ‘శృంఖల చర్య’ అంటారు. గొలుసు చర్య రేటు కింద పేర్కొన్న అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
1. విచ్ఛిత్తి శీల పదార్థ స్వభావం.
2. గొలుసు చర్యలో పాల్గొంటున్న న్యూట్రాన్ల వేగం (న్యూట్రాన్ల వేగం పెరిగితే గొలుసు చర్య రేటు కూడా పెరుగుతుంది).
గొలుసు చర్యలో వెలువడే న్యూట్రాన్ల సగటు సంఖ్య 2.5 మాత్రమే. గొలుసు చర్య పూర్తి కావడానికి పట్టే సమయం కేవలం 10–8 సెకన్లు. దీన్ని ఒక ‘Shake‘ అంటారు.
1 Shake= 10–8 sec.
ఇది కాలాన్ని కొలవడానికి ఉపయోగించే అతి చిన్న ప్రమాణం. కాలాన్ని కొలవడానికి అతి పెద్ద ప్రమాణం – కాస్మిక్‌ సంవత్సరం.
1 కాస్మిక్‌ సంవత్సరం = 250 మిలియన్‌
సంవత్సరాలు (సుమారు)
గొలుసు చర్యను రెండు రకాలుగా
వర్గీకరించవచ్చు.
1. అనియంత్రిత గొలుసు చర్య: గొలుసు చర్యలో పాల్గొంటున్న న్యూట్రాన్ల వేగాన్ని అదుపు చేయలేకపోతే అది నిరంతరంగా కొనసాగుతుంది. దీన్ని ‘అనియంత్రిత గొలుసు చర్య’ అంటారు.
ఉదా: అణుబాంబు.
అణుబాంబు నిర్మాణంలో ఇమిడి ఉన్న సూత్రం కేంద్రక విచ్ఛిత్తి. అణుబాంబు విస్ఫోటం జరిగినప్పుడు అనియంత్రిత గొలుసు చర్య పద్ధతిలో అణుశక్తి విడుదలవుతుంది. సాధారణంగా అణుబాంబులను తయారు చేసిన తర్వాత అల్యూమినియం పాత్రలో భద్రపరుస్తారు. అల్యూమినియం ద్వారా న్యూట్రాన్‌ (0n1) చొచ్చుకువెళ్లదు.
2. నియంత్రిత గొలుసు చర్య: గొలుసు చర్యలో పాల్గొంటున్న న్యూట్రాన్ల వేగాన్ని తగ్గిస్తే ఆ చర్య అదుపులోకి వస్తుంది. దీన్ని ‘నియంత్రింత గొలుసు చర్య’ అంటారు. ఈ పద్ధతిలో వెలువడిన అణుశక్తిని మానవాళి అభివృద్ధి కోసం ఉపయోగిస్తారు.
TGPSC Group 1 Mains Exam: గ్రూప్-1 మెయిన్స్‌ వాయిదా వేయండి.. అభ్యర్థుల డిమాండ్‌!
న్యూక్లియర్‌ రియాక్టర్‌ (అణు రియాక్టర్‌)
న్యూక్లియర్‌ రియాక్టర్‌ నిర్మాణంలో కేంద్రక విచ్ఛిత్తి అనే సూత్రం ఇమిడి ఉంటుంది. ఇందులో నియంత్రిత గొలుసు చర్య ప్రకారం అణుశక్తి విడుదలవుతుంది. 1942 డిసెంబర్‌లో చికాగో(అమెరికా)లో ఫెర్మి అనే శాస్త్రవేత్త మొట్టమొదటి అణు రియాక్టర్‌ను నిర్మించాడు. అందువల్ల ఇతడిని ‘అణు రియాక్టర్ల పితామహుడు’ అంటారు. అణు రియాక్టర్లలో ప్రధానంగా కింద పేర్కొన్న భాగాలు ఉంటాయి.
1. అణు ఇంధనాలు (కోర్‌): యురేనియం, థోరియం, ప్లూటోనియంలలో ఏదో ఒక పదార్థాన్ని చిన్న స్తూపాకార కడ్డీలుగా తయారు చేసి రియాక్టర్‌లో వివిధ వరుసల్లో పేర్చుతారు.
2. మితకారులు (Moderators): అణు రియాక్టర్‌లో న్యూట్రాన్ల వేగాన్ని తగ్గించి గొలుసు చర్యను అదుపు చేయడానికి మితకారులను ఉపయోగిస్తారు. సాధారణంగా భారజలం (D2O), గ్రాఫైట్‌ కడ్డీలు, దృఢమైన ప్లాస్టిక్‌ పదార్థాలను మితకారులుగా ఉపయోగిస్తారు.
భారజలాన్ని యూరే అనే శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు. దీన్ని హైడ్రోజన్ ఐసోటోప్‌ అయిన డ్యుటీరియాన్ని ఉపయోగించి తయారీ చేస్తారు. అందువల్ల భారజలాన్ని డ్యుటీరియం ఆక్సైడ్‌ అంటారు.
3. నియంత్రకాలు: న్యూక్లియర్‌ రియాక్టర్‌లోని న్యూట్రాన్లను శోషించుకొని గొలుసు చర్యను పూర్తిగా ఆపడం కోసం నియంత్రకాలను ఉపయోగిస్తారు.
ఉదా: కాడ్మియం కడ్డీలు, స్టీల్‌ కడ్డీలు, బోరాన్‌ కడ్డీలు.
Regular Based Jobs : ఆర్‌వీఎన్‌ఎల్‌లో రెగ్యుల‌ర్ ప్రాతిప‌దిక‌న వివిధ పోస్టుల్లో భ‌ర్తీకి ద‌ర‌ఖాస్తులు..
4. శీతలీకరణి (కూలంట్‌): న్యూక్లియర్‌ రియాక్టర్‌లో స్టీల్‌ పైపులను అమర్చి వాటి ద్వారా సాధారణ లేదా భారజలాన్ని ప్రవహింపజేస్తారు. ఇది రియాక్టర్‌ లోపలి ఉష్ణాన్ని గ్రహించి వేడెక్కి వెలుపలికి వెళుతుంది.
5. షీల్డింగ్‌: న్యూక్లియర్‌ రియాక్టర్‌పై అల్యూమినియం, సీసం, కాంక్రీట్‌ల మిశ్రమాన్ని ఉపయోగించి ప్రత్యేక పైకప్పును నిర్మిస్తారు. దీన్ని ‘షీల్డింగ్‌’ అంటారు. రియాక్టర్‌ సామర్థ్యం ఆధారంగా దీని మందం ఏడు అంగుళాల నుంచి 10 మీటర్ల వరకు ఉంటుంది. అణు రియాక్టర్‌లో గొలుసు చర్య జరుగుతున్నప్పుడు వెలువడే ప్రమాదకరమైన రేడియోధార్మిక కిరణాలు ఈ పైకప్పును ఢీకొని తిరిగి రియాక్టర్‌ లోపలికి వెళతాయి. దీనివల్ల పరిసరాల్లోని వాతావరణం, జలావరణం, జీవావరణానికి ఎలాంటి ప్రమాదం ఉండదు. న్యూక్లియర్‌ రియాక్టర్‌ నిర్మాణం పూర్తైన తర్వాత అది అణుశక్తిని ఉత్పత్తి చేసే దశకు చేరుకుంటే దాన్ని ‘సందిగ్ధ స్థితి’ అంటారు.
కేంద్రక సంలీనం
రెండు తేలికైన పరమాణు కేంద్రకాలు కలిసి ఒకే కేంద్రకంగా మారినప్పుడు అత్యధిక శక్తి విడుదలవుతుంది. దీన్ని ‘కేంద్రక సంలీనం’ అంటారు.
ఉదా: రెండు ప్రోటాన్లు కేంద్రక సంలీనంలో పాల్గొని డ్యుటీరియంగా మారినప్పుడు 26.8 MeV శక్తి విడుదలవుతుంది.
School Holidays: దంచికొడుతున్న వానలు.. స్కూళ్లకు సెలవు ఇవ్వాలని డిమాండ్‌!
సాధారణ గది ఉష్ణోగ్రత, పీడనాల వద్ద సజాతి ఆవేశాలున్న ప్రోటాన్లు పరస్పరం వికర్షించుకొని ఒక దాని నుంచి మరొకటి దూరంగా వెళతాయి. కాబట్టి ‘కేంద్రక సంలీనం’ జరగదు. కానీ సుమారు 20 మిలియన్‌ సెంటీగ్రేడ్‌ ఉష్ణోగ్రత, అధిక పీడనం వద్ద ప్రోటాన్లు వాటి మధ్య వికర్షణ బలాన్ని అధిగమించి కేంద్రక సంలీనంలో పాల్గొంటాయి. అధిక ఉష్ణోగ్రత, పీడనాల వద్ద జరగడం వల్ల కేంద్రక సంలీనాన్ని ‘ఉష్ణ కేంద్రక చర్య’ అని కూడా అంటారు. సూర్యుడు, నక్షత్రాల స్వయం ప్రకాశకత్వానికి కారణం కేంద్రక సంలీన చర్యే. సూర్యుడు, నక్షత్రాల్లో అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత, పీడనాల వద్ద ప్రోటాన్లు కేంద్రక సంలీనంలో పాల్గొని కాంతి శక్తిని విడుదల చేస్తాయి. విశ్వంలోని హైడ్రోజన్, హీలియం వాయువులను ‘శాశ్వత వాయువులు’గా పేర్కొంటారు.
కేంద్రక విచ్ఛిత్తి, కేంద్రక సంలీనాల మధ్య భేదాలు
| కేంద్రక విచ్ఛిత్తి | కేంద్రక సంలీనం |
| 1. సాధారణ గది ఉష్ణోగ్రత, పీడనాల వద్ద భారయుత యురేనియం, థోరియం, ప్లూటోనియం లాంటి కణాల్లో జరుగుతుంది. |
1. అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత, పీడనాల వద్ద తేలికైన ప్రోటాన్ల మధ్య కేంద్రక సంలీనం జరుగుతుంది. |
| 2. దీనిలో గొలుసు చర్యను మితకారులను ఉపయోగించి నియంత్రించవచ్చు. |
2. ప్రస్తుత శాస్త్ర, సాంకేతిక విజ్ఞానం ప్రకారం కేంద్రక సంలీనంలోని గొలుసు చర్యను నియంత్రించడానికి వీలుకాదు. |
| 3. ఇందులో తక్కువ శక్తి విడుదలవుతుంది. |
3. సంలీనంలో ఎక్కువ శక్తి విడుదలవుతుంది. |
| 4. ఓపెన్‌ హైమర్‌ అనే అమెరికా శాస్త్రవేత్త కేంద్రక విచ్ఛిత్తి అనే సూత్రం ఆధారంగా 1945లో అణుబాంబును నిర్మించాడు. | 4. హైడ్రోజన్ బాంబు కేంద్రక సంలీనం అనే సూత్రం ఆధారంగా పనిచేస్తుంది. ఒక హైడ్రోజన్ బాంబు సామర్థ్యం, 1000 అణుబాంబుల సామర్థ్యానికి సమానం. హైడ్రోజన్ బాంబ్‌ను మొదటగా 1954లో ఎడ్వర్డ్‌ టెల్లర్‌ అనే అమెరికా శాస్త్రవేత్త తయారు చేశాడు. దీనిపేరు మైక్‌. |
Asst Professor Jobs : ఏపీ వైద్య కళాశాలల్లో అసిస్టెంట్‌ ప్రొఫెసర్ ఉద్యోగాలు.. పోస్టుల వివ‌రాలు ఇలా..