ஓரிடத்தான்களைப் பிரித்தெடுத்தல்

ஓரிடத்தான்களைப் பிரித்தெடுத்தல் அல்லது ஐசோடோப்புகளைப் பிரித்தெடுத்தல் (separation of isotopes அல்லது isotope separation) என்பது தனிமம் ஒன்றின் குறிப்பிட்ட ஓரிடத்தான்களை (ஐசோடோப்பு) ஏனைய ஓரிடத்தான்களீல் இருந்து பிரித்தெடுக்கும் முறையாகும். எடுத்துக்காட்டாக, இயற்கை யுரேனியத்தில் இருந்து செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம், மெலிவுற்ற யுரேனியம் ஆகியவற்றைப் பிரித்தெடுத்தலைக் குறிப்பிடலாம். அணுவாற்றல் நிலையங்களில் யுரேனிய எரிபொருள் தயாரிப்புக்கு, மற்றும் யுரேனியம் கொண்ட அணு குண்டுத் தயாரிப்புக்கு இப்பிரித்தெடுத்தல் முக்கியத் தேவையாகும்.

பொதுவாக வேதியியல் தனிமங்களை வேதித் தாக்கங்கள் மூலம் தூய்மைப்படுத்த முடியும் ஆனாலும், ஒரே தனிமத்தின் ஓரிடத்தான்கள் ஏறத்தாழ ஒரே வேதியியற் பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதால் இவற்றை வேதித் தாக்கங்கள் மூலம் பிரிக்க முடியாதுள்ளது.

ஐசோடோப்புகளை பிரித்தெடுக்க மூன்று முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

• ஐசோட்டோப்பின் அணு நிறைகளின் அடிப்படையில் பிரித்தெடுத்தல்.
• வெவ்வேறு அணுநிறைகளின் விளைவாக வேதியியல் தாக்கங்களில் ஏற்படும் சிறிய மாற்றங்களை அடிப்படையாகக் கொண்டு பிரித்தெடுத்தல்.
• அணுக்கருப்பரிவுகள் (nuclear resonances) போன்ற அணுநிறையுடன் நேரடியாகத் தொடர்பில்லாத இயல்புகள் மூலம் பிரித்தெடுத்தல்.

இயற்பியல் பண்பான அடர்த்தியிலுள்ள வேறுபாடு, அவைகளைப் பிரித்து எடுக்க உதவுகிறது. மையவிலக்கு விளைவினால் பிரித்து எடுக்கலாம். உதாரணமாக 20° செல்சியசில் சாதாரண நீர் 0.9982 ஒப்படர்த்தியுடனும் கனநீர் 1.1059 ஒப்படர்த்தியுடனும் காணப்படுகின்றன. இவ்விரு நீரும் கலந்த கலவையுடைய குழாயினை வேகமாகச் சுழற்றுவதன் மூலம் அடர்த்தி கூடிய ஐசோடோப்பு (D₂O) குழாயின் அடியில் சேருமாறு செய்து, பின் பிரித்து எடுக்கலாம்.

பரவல் முறையில் ஐசோடோப்புகளை பிரித்து எடுத்தல் ; எந்த வளிம நிலையிலுள்ள பொருளும், பரவல் நிகழும் போது அதன் விகிதம் அவ்வளிமங்களின் நிறைகயின் வர்க்கமூலத்திற்கு எதிர் விகிதத்தில் இருக்கும். நிறை குறைவாக உள்ள ஒரு ஐசோடோப்பு ஒரு சவ்வினூடே விரைந்து பரவுகிறது. ஆனால் நிறை கூடிய ஐசோடோப்பு மெதுவாகப் பரவுகிறது. இம்முறையில் வளிம நிலையிலுள்ள ஐசோடோப்புகள் ஒரு உலோகத்தகட்டிலுள்ள நுண் ணிய துளைகள் வழியாக திரும்பத் திரும்ப பரவலுக்குள்ளகப்பட்டு பிரித்து எடுக்கப்படுகிறது. கனம்குறைந்த ஐசோடோப்பு தகட்டின் ஒருபக்கத்தில் சிறிது சிறிதாக அதிகரிக்கிறது.ஆனால் மெதுவாகப் பரவும் பக்கத்தில் கனமான ஐசோடோப்பு சேருகிறது.

இம்முறையின் திறன் இரு ஐசோடோப்புகளின் நிறையின் விகிதத்தைப் பொறுத்திரும்கிறது.இவ்விகிதம் அதிகமாக இருந்தால் திறனும் அதிகமாக இருக்கும். எனவே பரவல் நிகழ குறைந்த நிலைகளே போதுமானது ஐட்ரஜனைப் பொறுத்தமட்டில் ஐசோடோப்புகளின் நிறை 1 மற்றும் 2 எனக் கொண்டால் அவைகளின் பரவல் விகிதம்

மின்பகுப்பு முறை (electroysis) ஐதரசனின் ஐசோடோப்புகளை பிரித்து எடுக்க வெற்றிகரமாகப் பயன்படுகிறது. சாதாரண நீரில் 1/5000 என்ற விகிதத்தில் கன ஐதரசன் (D₂ காணப்படுகிறது. காரத்தன்மையுடைய நீர், மின்பகுப்பிற்கு ஆளாக்கப்படும் போது, ஐதரசன் டியூட்டிரியத்தைப் போல் 5 மடங்கு அதிகம் வெளிப்படுகிறது. இதன் விளைவாக 25,000 ஐதரசன் அணுக்களுக்கு 1 டியூட்றியம் பெறப்படுகிறது. எனவே மீதமுள்ள நீரில் அதிக D₂ காணப்படும். தொடர்ந்து மின்பகுப்பதன் மூலம் 99.8 % D₂ வினைப் பெற முடியும்.

நிறைமாலை முறை ( Mass spectrometer ) என்பது ஆஸ்டன் என்னும் அறிஞரால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.நிழற்படத் தகட்டிற்குப் பதில் குளிர்ந்த பெட்டிகள் அமைக்கப்பட்டுள்ளன. இம்முறையில் குறைந்த அளவே ஐசோடோப்புகளே பெறப்பட்டாலும் தூய்மையாக முழுமையாக உள்ளது..

வெப்பப் பரவல்முறை ( thermal diffusion method ) என்பது வெப்பப் பரவல் முறையினைப் பயன்படுத்தி ஐசோடோப்புகளைப் பிரித்து எடுக்கும் முறையாகும். இம்முறை , வளிமநிலை மூலக்கூறுகள் செங்குத்தான ஒரு குழாயில் செலுத்தப்படும் போது கனமான மூலக்கூறுகள் குழாயின் குளிர்ந்த சுவர்பகுதியில் அதிகம் கூடுகின்றன என்னும் உண்மையினை அடிப்படையாகக்கொண்டது. இதற்கான கருவி சுமார் 3 மீட்டர் நீளமும் 2 செ.மீ. விட்டமும் கொண்டது. இக்குழாய் 600° செல்சியசினைவிட கூடுதல் வெப்பமுள்ளதாக இருக்கிறது. இதற்காக ஒரு பீங்கான் குழாயில் உள்ள பிளாட்டின உலோகக் கம்பியில் மின்சாரம் செலுத்தப்படுகிறது. குழாயின் வெளிச்சுவர் நீர்சுழற்சியால் குளிர்விக்கப்படுகிறது.

ஐசோடோப்புகளாகப் பிரிக்கப்பட வேண்டிய வளிமம் வளையம் போன்ற குழாயில் கீழிருந்து மேலாகச் செலுத்தப்படுகிறது..கனம் கூடிய மூலக்கூறுகள் குளிர்ந்த பகுதியில் அதிகம் செருகின்றன.இவை கீழ்நோக்கி செல்லுகின்றன.கனம்குறைந்த மூலக்கூறுகள் சிறப்பாக வெப்பமான பகுதியில் கூடுகின்றன.இவை மேல்நோக்கிச் செல்கின்றன.இவ்விளைவு வெப்ப இயக்கத்தால் நிகழ்கின்றன.பலமுறை இந்நிகழ்வு திரும்மத் திரும்ப நடைபெறச் செய்வதால் ஐசோடோப்புகள் பிரித்தெடுக்கப் படுகின்றன.

கிளாசியசு இம்முறையில் குளோரின் 37,35 மூலக்கூறுகளை முழுமையாகப்பிரித்து எடுத்தார்.அதிக அள விலில்லாத யுரேனியம் 235,238 ம் கூட,அவர் இம்முறையில் பிரித்து எடுத்தார்.

       help- properties of matter -Mattur

• Utilization of kinetic isotope effects for the concentration of tritium பரணிடப்பட்டது 2005-01-31 at the வந்தவழி இயந்திரம், GM Brown, TJ Meyer et al., 2001.
• Uranium Production
• Uranium Enrichment பரணிடப்பட்டது 2010-12-02 at the வந்தவழி இயந்திரம் from the World Nuclear Association
• Annotated bibliography on electromagnetic separation of uranium isotopes form the Alsos Digital Library பரணிடப்பட்டது 2005-12-14 at the வந்தவழி இயந்திரம்