ओक्लोच्या अणुभट्ट्या.

*_1952 साली वर्तविली गेलेली शक्यता 1968 साली वस्तुस्थिती ठरली. ..आणि सापडल्या निसर्गनिर्मित - ओक्लोच्या अणुभट्टया._*

_संकलन साहेबराव माने._

_पुणे - 9028261973_

साभार - डॉ. राजीव चिटणीस. 

निवृत्त शास्त्रज्ञ (बी.ए. आर.सी.) सी-4/42, चित्तरंजन नगर, राजावाडी, विद्याविहार (पूर्व), मुंबई 400 077

*_नवीन वाचकांनी आपल्या विज्ञान ग्रुप मध्ये सहभागी व्हा आणि  पोस्ट इतरांना फॉरवर्ड करा._* 👇

https://chat.whatsapp.com/CbHknUNKpOtCwLCkStDUdS

आफ्रिकेतल्या गॅबों या देशात अतिप्राचीन 'अणुभट्ट्या' सापडल्या पश्चिम आहेत. पृथ्वीवरील जीवसृष्टी अगदी प्राथमिक अवस्थेत होती त्या काळातल्या या अणुभट्ट्या अर्थातच मानवनिर्मित नसून निसर्गनिर्मित आहेत. ओक्लो परिसरातील युरेनियमच्या खाणीत सापडलेल्या या अणुभट्ट्या आज कार्यरत नाहीत. पण जेव्हा त्या कार्यरत होत्या, तेव्हा त्यांच्याकडची ऊर्जानिर्मिती ही संशोधनात्मक कार्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या आजच्या छोट्या अणुभट्टीतल्या ऊर्जानिर्मितीइतकी होती. आजच्या अणुभट्ट्यांप्रमाणेच या अणुभट्ट्यांतही इंधन म्हणून युरेनियम हेच मूलद्रव्य वापरलं गेलं होतं.

*अणुभट्ट्यांचा शोध*... 

ओक्लो इथं 1968 साली युरेनियमच्या नव्या साठ्यांचा शोध लागला. हे साठे जमिनीच्या पृष्ठभागाजवळच वालुकाश्मात एकवटले होते. या शोधानंतर काही काळातच या खाणीतून युरेनियमच्या उत्पादनाला सुरुवात झाली. 1972 साली जेव्हा या खाणीतून काढलेल्या युरेनियमचं विश्लेषण केलं गेलं, तेव्हा त्यातून निघालेले निष्कर्ष हे आश्चर्यकारक होते. या युरेनियममध्ये 235 अणुभार असलेल्या अणूंचं प्रमाण अपेक्षेपेक्षा चाळीस टक्क्यांनी कमी असल्याचं फ्रेंच संशोधकांना आढळलं. नैसर्गिक युरेनियमवर चालणाऱ्या अणुभट्टीतून, पुरेसा वापर झाल्यानंतर बाहेर काढण्यात आलेल्या युरेनियममध्ये, 235 अणुभार असलेल्या अणूंच्या प्रमाणात अशीच घट आढळते. इथल्या खनिजाच्या सविस्तर विश्लेषणातून स्ट्रॉशियम, सिझियम, झिर्कोनियम, सिरियम, निओडिमियम, गैंडोलिनियम यांसारखी युरेनियमच्या विखंडनातून निर्माण होणारी मूलद्रव्यंही आढळली. अणुभट्टीत घडून येणाऱ्या अणुकेंद्रीय क्रिया इथंही घडून आल्याचं या सर्व पुराव्यांवरून स्पष्ट झालं.

अणुकेंद्रीय क्रिया जिथं घडून आल्या, अशी चौदा ठिकाणं या ओक्लो खाणीत आढळली. 1972 साली सापडलेली ही ठिकाणं एकूण चार विभागांत विखुरलेली आहेत. यांतला प्रत्येक विभाग हा वीस ते तीस मीटर लांबीचा आणि दहा मीटर रुंदीचा असून त्याची जाडी अर्धा ते एक मीटर इतकी आहे. एकमेकांच्या शेजारी असलेले हे चारही विभाग बभाग सुमारे दीडशे मीटर लांबीच्या पट्टचात पसरलेले असून या विभागांची खोली जमिनीपासून तीस मीटरहून अधिक आहे. यानंतर अशाच प्रकारचं पंधरावं ठिकाण ओक्लोपासून सुमारे एक किलोमीटर अंतरावर असलेल्या ओक्लोबोंडो इथं 1977 साली सापडलं. (1985 साली ओक्लोपासून सुमारे तीस किलोमीटर अंतरावरील बँगोंबे इथं अशीच आणखी एक 'अणुभट्टी' सापडली.)

ज्या ठिकाणी या अणुकेंद्रीय क्रिया घडून आल्या, तिथल्या काही नमुन्यांतल्या युरेनियमचं एकूण प्रमाण हे पंचवीस टक्क्यांइतकं मोठं असल्याचं दिसून आलं आहे. ओक्लो परिसरात घडून आलेल्या या क्रियांशी एकूण आठशे टन युरेनियमचा संबंध आला होता. यांपैकी सहा टन युरेनियमचं प्रत्यक्ष विखंडन झालं. या अणुकेंद्रीय क्रिया सुमारे पावणेदोन अब्ज वर्षांपूर्वी घडून आल्या असून त्यांचा एकूण कार्यकाळ हा सुमारे दीड लाख वर्ष असावा. भारतातल्या सर्वसाधारण अणुभट्टींपैकी जर एखादी अणुभट्टी साठ वर्षं चालवली, तर त्यातून जितकी ऊर्जा निर्माण होईल तितकी ऊर्जा या अणुकेंद्रीय क्रियांतून दीड लाख वर्षांच्या काळात निर्माण झाली होती. युरेनियमचं विखंडन नैसर्गिक युरेनियम हे मुख्यतः 238 इतका अणुभार असलेल्या युरेनियमच्या अणूंपासून बनलेलं असलं, तरी या अणूंबरोबरच 235 अणुभार असलेले युरेनियमचे अणूसुद्धा अल्प प्रमाणात या मूलद्रव्यात आढळतात. किंबहुना, 235 अणुभार असलेले हे अणू केंद्रकीय क्रिया घडवून आणायला कारणीभूत ठरतात. या अणूंच्या केंद्रकांवर न्यूट्रॉन आदळले की त्यांच्या केंद्रकांचं विखंडन घडून येतं. या विखंडनात युरेनियमच्या केंद्रकाचे तुकडे होऊन वेगवेगळ्या प्रकारची मूलद्रव्ये निर्माण होतात. त्याचबरोबर, या विखंडनात मोठ्या प्रमाणात ऊर्जेचीही निर्मिती होते आणि काही न्यूट्रॉनही बाहेर फेकले जातात. हे बाहेर फेकले गेलेले न्यूट्रॉन 235 अणुभार असलेल्या युरेनियमच्या इतर अणूंच्या केद्रकांचं विखंडन घडवून आणू शकतात. या नव्या विखंडनातून पुनः न्यूट्रॉनची निर्मिती होते आणि विखंडनाची ही साखळी चालू राहते. विखंडनाची ही साखळी निरंतर चालू राहण्यासाठी केंद्रकीय विखंडनातून बाहेर पडलेल्या शक्तिशाली न्यूट्रॉनचा वेग मात्र कमी करावा लागतो. यासाठी योग्य अशा मंदायकाची (माध्यमाची) आवश्यकता असते. नैसर्गिक युरेनियममध्ये 235 अणुभार असलेल्या अणूंचं प्रमाण जरी फक्त केंद्रकीय क्रियाचे प्रदेश वालुकाश्म खनिजाचा थर ग्रॅनाईट अणुभट्ट्यांचे प्रदेश 0.72 टक्के इतकं असलं, तरी या अणूंचं प्रमाण भौतिक प्रक्रियेद्वारे वाढवता येतं. या अणूंचंप्रमाण तीन टक्क्यांइतकं वाढवलेलं समृद्धित युरेनियम जर इंधन म्हणून वापरलं, तर आपलं नेहमीचं पाणीसुद्धा मंदायक म्हणून परिणामकारक ठरतं. अशीच परिस्थिती ओक्लो इथल्या युरेनियमच्या खाणीत निर्माण झाली होती. आज उपलब्ध असलेल्या सर्वसाधारण नैसर्गिक युरेनियममध्ये या 235 अणुभार असलेल्या अणूंचं प्रमाण जरी स्वतःच्या किरणोत्सारी विघटनामुळं 0.72 टक्के इतकं कमी झालं असलं, तरी काही अब्ज वर्षांपूर्वी हे प्रमाण सुमारे 3 टक्क्यांहून जास्त होतं. त्या वेळचं 235 अणुभार असलेल्या अणूंचं हे प्रमाण साध्या पाण्याच्या मदतीनं अणुविखंडनाची साखळी पुढं चालू ठेवण्यासाठी पुरेसं ठरलं. अशा नैसर्गिक अणुभट्ट्यांच्या अस्तित्वाची शक्यता 1952 साली अमेरिकेतल्या आर्कनसों विद्यापीठातील पॉल कुरोडा यांनी वर्तवली होती. कुरोडा यांनी व्यक्त केलेली ही शक्यता म्हणजे वस्तुस्थिती असल्याचं ओक्लो इथं यानंतर दोन दशकांनी सापडलेल्या नैसर्गिक अणुभट्ट्यांनी दाखवून दिलं आहे. .

*_संकलन - साहेबराव माने. पुणे. 9028261973_*