ചന്ദ്രയാൻ-2

ചന്ദ്രയാൻ-2 ന്റെ വിക്ഷേപണം മഹാവിജയമാക്കിയ ശാസ്ത്രഗരിമയിൽ നമ്മൾ അഭിമാനിക്കുമ്പോൾ ഈ നേട്ടങ്ങൾക്ക് നാം നന്ദി പറയേണ്ടത് സ്വാതന്ത്യ്രപ്രാപ്തിക്ക് ശേഷം ഈ രംഗത്തേക്ക് ആദ്യചുവടുകൾ വെച്ച അന്നത്തെ ഭരണാധികാരികളോടും വിക്രം സാരാഭായ് അടക്കമുള്ള ശാസ്ത്രഗവേഷണ രംഗത്തെ പ്രതിഭകളോടും ആണ്. രാജ്യത്തിന്റെ പുരോഗതി എന്നത് സ്വാതന്ത്ര്യാനന്തരം നടന്നുവരുന്ന ഒരു തുടർച്ചയാണ്. ഇടയിൽ വരുന്ന ആർക്കെങ്കിലും മാത്രം അതിന്റെ ഖ്യാതി ചാർത്തിക്കൊടുക്കുന്നത് മനുഷ്യർക്ക് ചേരാത്ത നന്ദികേടാണെന്ന് പറയുക മാത്രമല്ല അത്തരത്തിൽ നന്ദികെട്ട മനസ്സ് എന്തിനാണ് വെച്ചുപുലർത്തുന്നത് എന്ന് ചോദിക്കേണ്ടിയും വരുന്നു. നല്ല മനസ്സാണ് നമ്മൾ ജീവിതത്തിൽ കാത്തുസൂക്ഷിക്കേണ്ടത്.

ചന്ദ്രയാൻ-2 ന്റെ പ്രധാന ദൗത്യം ചന്ദ്രന്റെ ദക്ഷിണ ധ്രുവത്തിൽ ഹീലിയം-3 ന്റെ നിക്ഷേപത്തിന്റെ സാന്നിധ്യവും അളവും പഠിക്കുക എന്നതാണ്. ഭാവിയിൽ ആണവോർജ്ജം ഉല്പാദിപ്പിക്കാനുള്ള ഇന്ധനമായി ഹീലിയം-3 ചന്ദ്രനിൽ നിന്ന് ഭൂമിയിലേക്ക് കൊണ്ടുവരിക എന്നതാണ് നമ്മുടെ ആത്യന്തികമായ ലക്ഷ്യം. അതിലേക്കുള്ള ആദ്യപടിയാണ് ഈ വിക്ഷേപണ വിജയത്തോടെ നമ്മൾ കയറിയിട്ടുള്ളത്.

നിലവിൽ നമ്മുടെ ആണവനിലയങ്ങൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് യുറേനിയം എന്ന മൂലകത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസ്സിലേക്ക് ന്യൂട്രോണുകൾ അടിച്ചു കയറ്റി ആ മൂലകത്തെ പിളർത്തി, അപ്പോൾ പുറത്ത് വരുന്ന താപോർജ്ജം കൊണ്ട് ജലം ചൂടായി നീരാവിയുണ്ടാവുകയും ആ നീരാവിയുടെ ശക്തിയിൽ ടർബൈൻ കറങ്ങുകയും അങ്ങനെ വിദ്യുഛക്തി ഉല്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ്. ഈ രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ആണവറിയാക്ടറുകളെ Nuclear fission reactors എന്ന് പറയുന്നു. ഫിഷൻ എന്ന് വെച്ചാൽ വിഘടിപ്പിക്കുക അല്ലെങ്കിൽ പിളർത്തുക എന്നതാണ്. കൂടംകുളത്തും പ്രവർത്തിക്കുന്നത് ഇതേ മാതിരി റിയാക്ടർ ആണ്.  യുറേനിയം എന്നത് 92-ആമത്തെ മൂലകം ആണ്. അത് പിളർക്കുമ്പോൾ ഊർജ്ജം ലഭിക്കുമെങ്കിലും അതിൽ നിന്ന് റേഡിയോ ആക്റ്റീവ് വികിരണങ്ങളും ഉണ്ടാകുന്നു. ഇങ്ങനെയുണ്ടാകുന്ന റേഡിയോ ആക്റ്റീവ് വികിരണങ്ങൾ ഉള്ള പദാർത്ഥങ്ങളെയാണ് നാം ആണവമാലിന്യങ്ങൾ എന്ന് പറയുന്നത്. ഈ ആണവമാലിന്യങ്ങളിൽ നിന്ന് ആണവവികിരണങ്ങൾ പുറത്ത് വരാതെ സൂക്ഷിക്കുക എന്നത് വളരെ ചെലവേറിയതും റിസ്ക് ഉള്ളതുമായ ഏർപ്പാടാണ്. അവിടെയാണ് ഹീലിയം-3 ന്റെ പ്രസക്തി.

മൂലകങ്ങളെ ഒന്ന് മുതൽ 92 വരെ അതായത് ഹൈഡ്രജൻ മുതൽ യുറേനിയം വരെ അണുസംഖ്യയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ വേർതിരിക്കുന്നതിന്റെ കാരണം നിങ്ങൾ പഠിച്ചിരിക്കും. മൂലകത്തിൽ എത്ര പ്രോട്ടോൺ ഉണ്ടോ അതാണ് അതിന്റെ അണു സഖ്യ. ഹൈഡ്രജനിൽ ഒരു പ്രോട്ടോൺ ആണുള്ളത്. അതുകൊണ്ടാണ് ഹൈഡ്രജൻ ഒന്നാമത്തെ മൂലകം ആകുന്നത്. യുറേനിയം മൂലകത്തിൽ 92 പ്രോട്ടോൺ ഉണ്ട്. അതുകൊണ്ടാണ് യുറേനിയത്തിന്റെ അണുസംഖ്യ 92 ആകുന്നത്. ഹൈഡ്രജൻ കഴിഞ്ഞാൽ രണ്ടാമത്തെ മൂലകം ആണ് ഹീലിയം എന്നും അതിന്റെ അണുസംഖ്യ 2 ആണെന്നും നിങ്ങൾക്കറിയാം.

എന്നാൽ എന്താണ് ഹീലിയം-3 ? ഏതൊരു അണുവിന്റെയും കേന്ദ്രത്തിൽ പ്രോട്ടോണും ന്യൂട്രോണും ഉണ്ടാകും. പ്രോട്ടോണും ന്യൂട്രോണും അടങ്ങിയ അണുകേന്ദ്രവും അതിനെ ചുറ്റുന്ന എലക്ടോണുകളും ചേർന്നതാണ് ഒരു മൂലകം. പ്രോട്ടോണിനു പോസിറ്റിവ് ചാർജ്ജ് ആയത് കൊണ്ട് ഒരു മൂലകത്തിൽ എത്ര പ്രോട്ടോൺ ഉണ്ടോ അത്രയും എലക്ട്രോണുകളും ഉണ്ടാകും. അതായത് ഏത് മൂലകത്തിലും പ്രോട്ടോണിന്റെയും എലക്ട്രോണിന്റെയും എണ്ണം തുല്യമായിരിക്കും. എലക്ടോണിനു നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആണ്. അങ്ങനെയാണ് ഏത് ഒരു ആറ്റവും ന്യൂട്രൽ ആകുന്നത്. അതേ സമയം അണുവിന്റെ കേന്ദ്രത്തിൽ ന്യൂട്രോണും ഉണ്ടെങ്കിലും അതിനു ചാർജ്ജ് ഇല്ലാത്തത് കൊണ്ട് പല മൂലകങ്ങളിലും പ്രോട്ടോണിന്റെ എണ്ണത്തിനു തുല്യമല്ല ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം. എങ്കിലും പൊതുവെ പ്രോട്ടോന്റെയും ന്യൂട്രോണിന്റെയും എണ്ണം തുല്യമായിരിക്കുകയും ചെയ്യും.  പ്രോട്ടോണും ന്യൂട്രോണും ആകെ എത്രയുണ്ടോ അതാണ് ഒരു മൂലകത്തിന്റെ അണുഭാരം എന്നത്.

ഒന്നാമത്തെ മൂലകം ആയ ഹൈഡ്രജനിൽ ഒരു പ്രോട്ടോണും ഒരു എലക്ട്രോണും മാത്രമേയുള്ളൂ. അതുകൊണ്ട് ഹൈഡ്രജന്റെ അണുസംഖ്യയും അണുഭാരവും ഒന്ന് ആണ്. കാരണം അതിൽ ന്യൂട്രോൺ ഇല്ലല്ലൊ. എന്നാൽ ഒരു ന്യൂട്രോണും രണ്ട് ന്യൂട്രോണും ഉള്ള സ്വാഭാവികമല്ലാത്ത ഹൈഡ്രജനുമുണ്ട്. അത്തരം ഹൈഡ്രജനുകളെ ഹൈഡ്രജൻ ഐസോടോപ്പുകൾ എന്ന് പറയുന്നു. ഹീലിയം മുതലുള്ള സ്വാഭാവിക മൂലകങ്ങളിലാണ്  ന്യൂട്രോണുകൾ ഉള്ളത്. ഒരു ഹീലിയം അണുവിൽ രണ്ട് പ്രോട്ടോണും രണ്ട് ന്യൂട്രോണും രണ്ട് എലക്ട്രോണും ഉണ്ടാകും. അതായത് ഹീലിയം മൂലകത്തിന്റെ അണുഭാരം 4 (2പ്രോട്ടോൺ+2ന്യൂട്രോൺ) ആണ് എലക്ട്രോണുകൾക്ക് ഭാരം ഇല്ല എന്ന് ഓർക്കുമല്ലൊ. ഇങ്ങനെയുള്ള ഹീലിയം ഒരു വാതകം ആണ്. ഈ വാതകം ആണ് ഹീലിയം ബലൂണുകളിൽ നിറച്ചിരിക്കുന്നത്.

ഹീലിയം-3 എന്നത് അതിന്റെ കേന്ദ്രത്തിൽ രണ്ട് പ്രോട്ടോണും ഒരു ന്യൂട്രോണും മാത്രമുള്ള ഐസോടോപ്പ് ആണ്. അതായത് സാധാരണ ഗതിയിൽ ഉണ്ടാകേണ്ട രണ്ട് ന്യൂട്രോണിനു പകരം ഒരു ന്യൂട്രോൺ മാത്രം. ഇങ്ങനെ ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം കുറയുകയോ കൂടുകയോ ചെയ്യുന്ന മൂലകങ്ങളെയാണ് ഐസോടോപ്പുകൾ എന്ന് പറയുന്നത്. പൊതുവെ ഐസോടോപ്പുകൾ ആണവവികിരണങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിച്ചുകൊണ്ടേയിരിക്കും. എന്നാൽ ഹീലിയം-3 ഐസോടോപ്പ് ആണവകിരണങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നില്ല. അതൊരു സ്റ്റേബിൾ ഐസോടോപ്പ് ആണ്.

ഹീലിയം-3 ആണവ ഇന്ധനം ആയി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ അത്തരം ആണവനിലയങ്ങളെ Nuclear fusion reactors എന്നാണ് പറയുക. ഫ്യൂഷൻ എന്ന് വെച്ചാൽ സംയോജിപ്പിക്കുക എന്നാണ് അർത്ഥം. ഇത്തരം റിയാക്ടറുകളിൽ നിന്ന് വൈദ്യുതി ഉല്പാദിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഒട്ടും ആണവമാലിന്യങ്ങൾ ഉണ്ടാവുകയില്ല എന്നത് കൊണ്ട് ഇതിനെ ക്ലീൻ എനർജി എന്ന് പറയാം. ഇങ്ങനെയുള്ള റിയാക്ടറുകളിൽ ആദ്യം ഹീലിയം-3 ഐസോടോപ്പും  ഡ്യൂട്ടീരിയം എന്ന ഹൈഡ്രജൻ ഐസോടോപ്പും സംയോജിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ഊർജ്ജോല്പാദനം നടത്തും. രണ്ടാം ഘട്ടമായി രണ്ട് ഹീലിയം-3 ഐസോടോപ്പുകൾ സംയോജിപ്പിക്കും.

ഭൂമിയിൽ വളരെ തുച്ഛമായി ഹീലിയം-3 ഉണ്ട്. പക്ഷെ ചന്ദ്രനിൽ വളരെ വലിയ തോതിൽ എന്ന് വെച്ചാൽ ഭൂമിയിൽ എത്രയോ നൂറ്റാണ്ടുകൾ വൈദ്യുതോർജ്ജം ഉല്പാദിപ്പിക്കാൻ ആവശ്യമായ വൻ നിക്ഷേപം ഉണ്ട് എന്ന് കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. സൂര്യനിൽ നിന്ന് പ്രവഹിക്കുന്ന സൂര്യക്കാറ്റിലാണ് ഹീലിയം-3 ചന്ദ്രനിൽ നിക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്നത്. ഭൂമിയുടെ കാന്തികവലയം തടുക്കുന്നത് കൊണ്ടാണ് ഹീലിയം-3 ഭൂമിയിൽ നിക്ഷേപിക്കപ്പെടാത്തത്. സൂര്യന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്നുൽഭവിക്കുന്ന ചാർജ്ജുള്ള കണികകളുടെ പ്രവാഹമാണ് സൂര്യക്കാറ്റ് അഥവാ സൗരവാതം. ഈ പ്രവാഹത്തിൽ കൂടുതലായും ഇലക്ട്രോണുകളും പ്രോട്ടോണുകളുമായിരിക്കും ഉണ്ടാവുക. സൂര്യനിൽ നടക്കുന്നത് രണ്ട് ഹൈഡ്രജൻ മൂലകങ്ങൾ സംയോജിച്ച് ഹീലിയം-4 ആകുന്ന പ്രക്രിയ ആണെന്ന് ഓർക്കുക. കൂട്ടത്തിൽ ഹീലിയം-3 എന്ന ഐസോടോപ്പും ഉണ്ടാകുന്നു.

ചന്ദ്രനിൽ നിന്ന് ഹീലിയം-3 ഇന്ത്യയിലേക്ക് കടത്തിക്കൊണ്ടുവരുന്ന കാലം വിദൂരമല്ല എന്നാണ് ചാന്ദ്രയാൻ-2ന്റെ വിജയകരമായ വിക്ഷേപണം തെളിയിക്കുന്നത്. ഇതിൽ നാം എല്ലാ ഇന്ത്യക്കാർക്കും അഭിമാനിക്കാം.