೫ ಬೈಜಿಕ ದ್ರವ್ಯಾಂತರಣ

ರಸವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ(ಆಲ್ಕೆಮಿ)ಒಂದು ಮೂಲಧಾತುವನ್ನು ಮತ್ತೊಂದು ಮೂಲಧಾತುವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಪ್ರಯತ್ನವು ಬಹಳ ಹಿಂದಿನಿಂದಲೂ‌ ನಡೆಯುತ್ತಿದ್ದಿತು. ಕೀಳು ಲೋಹಗಳೆನಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದ ತಾಮ್ರ, ಸೀಸ ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಹೇಗಾದರೂ ಮಾಡಿ ಚಿನ್ನವನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು ಅದರ ಮುಖ್ಯ ಉದ್ದೇಶವಾಗಿದ್ದಿತು. ಆ ಪ್ರಯತ್ನದಲ್ಲಿ ಯಾರೂ ಸಫಲರಾಗದಿದ್ದರೂ ಅವರುಗಳು ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಿದ್ದ ಉಪಕರಣಗಳು ಮುಂದೆ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಬಹಳ ಸಹಾಯಕ್ಕೆ ಬಂದವು. ಈ ಪ್ರಯತ್ನಗಳ ವಿಫಲತೆಯಿಂದ ಒಂದು ಮೂಲಧಾತುವನ್ನು ಮತ್ತೊಂದು ಮೂಲಧಾತುವನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಮಾಡಲು ಆಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬ ನಂಬಿಕೆ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಬಂದು ಅಂತಹ ಮೂಲಧಾತುಗಳನ್ನು ಪರಮಾಣುಗಳು (ಆಟಮ್) ಎಂದೂ ಗುರುತಿಸಲಾಯಿತು.

ಚಿತ್ರ (೫.೧) – ಆಲ್ಫ ಮತ್ತು ಬೀಟ ಕ್ಷಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವ್ಯಾಂತರಣ ನಡೆಯುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಮೊದಲಲ್ಲಿ ಇದ್ದ ಯುರೇನಿಯಮ್ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಥೋರಿಯಮ್, ರೇಡಿಯಮ್, ಪೊಲೋನಿಯಮ್, ಸೀಸ ಇತ್ಯಾದಿ ಮೂಲಧಾತುಗಳಿಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

೧೯ಂ೧ರಲ್ಲಿ ಸಾಡಿ ಮತ್ತು ರುದರ್ಫರ್ಡ್ ವಿಕಿರಣಶೀಲತೆಯ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಥೋರಿಯಮ್ ಪರಮಾಣು ರೇಡಿಯಮ್ ಪರಮಾಣುವಿಗೆ ಕ್ಷಯವಾಗುತ್ತಿದ್ದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ ಆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ದ್ರ್ವ್ಯವ್ಯಾಂತರಣ (Transmutation) ಎಂದು ಗುರುತಿಸಿದರು. ಎಲ್ಲ ಆಲ್ಫ ಮತ್ತು ಬೀಟ ಕ್ಷಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಈ ದ್ರವ್ಯಾಂತರಣ ನಡೆಯುತ್ತಲೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಪ್ರಯೋಗಶಾಲೆಯಲ್ಲಿಯೂ ಈ ದ್ರವ್ಯಾಂತರಣ ಸಾಧ್ಯ ಎಂಬುದನ್ನು ರುದರ್ಫರ್ಡ್ ಮತ್ತು ಸಾಡಿ ೧೯೧೯ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿದರು. ಒಂದು ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕ(ನೈಟ್ರೊಜೆನ್) ಅನಿಲವನ್ನು ಇರಿಸಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಆಲ್ಫ ಕಣಗಳಿಂದ ತಾಡಿಸಿದಾಗ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿದ್ದು ಆಮ್ಲಜನಕ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿತು.
He (4,2) + N (14,7) —> o (17,8) + H(1,1) —–(4)
ಇದರಲ್ಲಿ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಮೂಲಧಾತುವಿನಿಂದ ಹೊರಬಂದ ಪರಮಾಣುತೂಕ ೪ ಇರುವ ಆಲ್ಪ ಕಣವನ್ನು ( He ) ಪರಮಾಣುತೂಕ ೧೪ ಇರುವ ಸಾರಜನಕ (N ) ದಮೇಲೆ ಅಪ್ಪಳಿಸಿದಾಗ ಪರಮಾಣು ತೂಕ ೧೭ ಇರುವ ಆಮ್ಲಜನಕ (o) ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ (H) ಕೂಡ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಅವರ ಪ್ರಯೋಗದಿಂದ ಆಲ್ಕೆಮಿಯ ಕನಸು ಲಘು ತೂಕದ ಅಣುಗಳಲ್ಲಾದರೂ ನನಸಾಗಿತ್ತು.
                                 

ಚಿತ್ರ (೫.೨) ಪ್ರಯೋಗಶಾಲೆಯಲ್ಲಿ ದ್ರವ್ಯಾಂತರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದ ರುದರ್ಫರ್ಡ್ (Rutherford ) ಮತ್ತು ಸಾಡಿ Soddy) ; ಚಿತ್ರ (೫.೩) ಕೃತಕ ವಿಕಿರಣಶೀಲತೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಅಧ್ಯಯನ ನಡೆಸಿದ ಐರೀನ್ ಕ್ಯೂರಿ (Irene Curie) ಮತ್ತು ಫ್ರೆಡರಿಕ್ ಜೋಲಿಯಟ್ (Frederick Joliot)

೧೯೩೨ರಲ್ಲಿ ಕಾಕ್ರಾಫ್ಟ್ ಮತ್ತು ವಾಲ್ಟನ್ ವೇಗೋತ್ಕರ್ಷಕ (ಶಕ್ತಿವರ್ಧಕ) ಯಂತ್ರವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು; ಇಂತಹ (ಇದಲ್ಲದೆ ಸೈಕ್ಲೊಟ್ರಾನ್ ಇತ್ಯಾದಿ) ಯಂತ್ರಗಳಿಂದ ತಾಡನೆ ಮಾಡುವ ಕಣಗಳಿಗೆ ನಿಖರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕೊಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಇದಲ್ಲದೆ ಹಿಂದಿನ (ವಿಕಿರಣಶೀಲತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಕಿರಣ) ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಪ್ರಾಕೃತಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡಿದ್ದರಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಣ ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ. ಈ ಯಂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಶಕ್ತಿಯುತ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಕಣದಿಂದ ಲಿಥಿಯಮ್ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ತಾಡಿಸಿದಾಗ ಆಲ್ಫ ಕಣಗಳು ಹೊರಬರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು. ಇದು ಪ್ರಪಂಚದ ಪ್ರಥಮ ಸಂಪೂರ್ಣ ಕೃತಕ ಮೂಲಧಾತುವಿನ ಬೈಜಿಕ ದ್ರವ್ಯಾಂತರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಒಂದು ಭದ್ರವಾದ ಕೋಟೆಯ ತರಹ. ಅದರ ಒಳಹೋಗಲು ಯಾವ ಕಣಕ್ಕಾದರೂ ಅಪಾರ ಶಕ್ತಿ ಇರಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ರುದರ್ಫರ್ಡರ ಮೊದಲ ಪ್ರಯೋಗ (ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ನ ಆವಿಷ್ಕಾರ) ಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸಿದ ಆಲ್ಫಕಣಗಳ ಶಕ್ತಿ ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದಿದ್ದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಚಿನ್ನದ ಪರಮಾಣುವಿನ ಮೇಲೆ ಏನೂ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದೆ ಪರಮಾಣುವಿನ ಯಾವ ಪರಿವತ೯ನೆಯೂ ಸಾಧ್ಯವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ.
ವಿಕಿರಣಪಟುತ್ವದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಕೆಲವು ಹೊಸ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ತಯಾರಾಗುತ್ತವೆಂಬುದನ್ನು ಮೇಲೆ ನೋಡಿದ್ದೇವೆ. ಉದಾಹರಣೆ: ಪೊಟಾಶಿಯಮ್ (ಪೊಟಾಶಿಯಮ್ ೪೦)ನ ಕ್ಷಯದಿಂದ ಆರ್ಗಾನ್ (ಆರ್ಗಾನ್ ೪೦)ಅನಿಲ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗುತ್ತದೆ; ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿ ಕಾಣಬರುವ ಈ ಅನಿಲದ ಹೆಚ್ಚು ಭಾಗ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಲೇ ತಯಾರಾಗಿದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ ವಿಶ್ವಕಿರಣಗಳು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲೂ ಹೊಸ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ಹುಟ್ಟಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಒಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಕಾಣುವ ಮೂಲಧಾತುಗಳೆಲ್ಲಾ ಒಂದಲ್ಲ ಒಂದು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ದ್ರವ್ಯಾಂತರಣದಿಂದ ಉತ್ಪನ್ನವಾದುದ್ದೇ. ವಿಶ್ವದ ಮೊದಲಲ್ಲಿ ನಡೆದ ಮಹಾಸ್ಫೋಟದ ಕೆಲವು ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ ತಯಾರಾಗಿದ್ದು ಜಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೀಲಿಯಮ್ ಮಾತ್ರ. ಇವೇ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಮೂಲ ಇಂಧನ. ಬೈಜಿಕ ಸಂಲಯನ ನಡೆಯುತ್ತಾ ನಕ್ಷತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ತಯಾರಾದವು. ಕಬ್ಬಿಣದ ತನಕ ಎಲ್ಲ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ತಾರಾಜೀವನದ ವಿವಿಧ ಘಟ್ಟಗಳಲ್ಲಿ ಹುಟ್ಟಿದವು. ಆದರೆ ಕಬ್ಬಿಣಕ್ಕಿಂತ ತೂಕದ ಮೂಲಧಾತು ತಯಾರಾಗಲು ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಅಂತಿಮ ಕ್ಷಣಕ್ಕಾಗಿ ಕಾಯಬೇಕಾಯಿತು. ಆಗ ನಡೆಯುವ ಸೂಪರ್ನೋವಾ ಆಸ್ಫೋಟನೆಯಲ್ಲಿ ಬೇರೆ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ತಯಾರಾಗುತ್ತವೆ.
೧೯೩೦ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಬೈಜಿಕ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ನಡೆಯುತ್ತಿದ್ದವು. ಐರೀನ್ ಕ್ಯೂರಿ ಮತ್ತು ಫ್ರೆಡರಿಕ್ ಜೋಲಿಯಾತ್ ಲಘು ರಾಶಿಯ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಆಲ್ಫ ಕಣಗಳಿಂದ ತಾಡಿಸಿ ಹೊಸ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಸಮಸ್ಥಾನಿಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದು ಕೃತಕ ವಿಕಿರಣಶೀಲತೆಯ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ತಳಹದಿ ಹಾಕಿದರು. ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ಅವರಿಗೆ ೧೯೩೫ರ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ಬಂದಿತು. ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿಯೇ ಇಟಲಿಯಲ್ಲಿ ಎನ್ರಿಕೊ ಫರ್ಮಿ ಆಲ್ಫ ಕಣಗಳ ಬದಲು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಶುರುಮಾಡಿದರು. ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ವಿದ್ಯುದಂಶವಿಲ್ಲದ ಕಣಾವಾದ್ದರಿಂದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಗಳ ಜೊತೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ವರ್ತಿಸಬಲ್ಲದು. ಅವರ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ತಾಡಾನೆಯ ನಂತರ ಸುಮಾರು ಅರ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳು ವಿಕಿರಣಾಶೀಲತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದವು. ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ಅವರಿಗೆ ೧೯೩೮ರ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ಬಂದಿತು. ಅನಂತರ ಈ ರೇಡಿಯೊ ಸಮ ಸ್ಥಾನಿಗಳಿಗೆ ಅನೇಕ ಉಪಯೋಗಗಳು ಕಂಡುಬಂದವು.
ಈ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ – ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳ ತಾಡನೆಯಿಂದ – ಹೊಸ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವುದೇ ಒಂದು ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನಾ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಯಿತು. ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಪರಮಾಣುವೆಂದರೆ ವಿದ್ಯುದಂಶ ೯೨ ವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಯುರೇನಿಯಮ್. ೧೯೪೦ರಲ್ಲಿ ಯುರೇನಿಯಮ್ ಅನ್ನು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ನಿಂದ ತಾಡಿಸಿದಾಗ ಹುಟ್ಟಿದ ನೆಪ್ಚೂನಿಯಮ್ ಪ್ರಪಂಚದ ಮೊದಲ ಕೃತಕ ಮೂಲಧಾತು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಅತೀವ ಯುರೇನಿಯ ಮೂಲಧಾತು (ಟ್ರಾನ್ಸ್ ಯುರೇನಿಯಮ್) ಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದವರಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಗ್ಲೆನ್ ಸೀಬಗ್೯. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಬಳಸುವ ಪ್ಲುಟೋನಿಯಮ್ ೨೩೯ ( ಅರ್ಧ ಆಯಸ್ಸು – ೨೪೦೦೦ ವರ್ಷಗಳು ) ಕೂಡ ಸೇರಿದೆ ಈ ಕೃತಕ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಪ್ರಖ್ಯಾತ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಹೆಸರುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ: ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕ್ಯೂರಿಯಮ್/ ಐನ್ಸ್ಟೀನಿಯಮ್/ ಫರ್ಮಿಯಮ್ ಗಳ ವಿದ್ಯುದಂಶ ೯೬,೯೯ ಮತ್ತು ೧೦೦ ! ಆದರೆ ಈ ಪರಮಾಣುಗಳೆಲ್ಲಾ ಬಹಳ ಬೇಗ ಕ್ಷಯಿಸುತ್ತವೆ. ಉದಾ: ವಿದ್ಯುದಂಶ ೧೦೪ ಇರುವ ರುದರ್ಫರ್ಡಿಯಮ್ ಪರಮಾಣುವಿನ ಅರ್ಧ ಆಯುಷ್ಯ ೧.೩ ಗಂಟೆಗಳು. ಪ್ರಪಂಚದಲ್ಲಿ ಇಂತಹ ತೂಕದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹಿಂದೆ ಪ್ರಕೃತಿ ತಯಾರಿಸಿರಬಹುದಿದ್ದರೂ ಅವುಗಳು ಇಂದು ಕಾಣಬರದಿರುವುದಕ್ಕೆ ಅವುಗಳ ಅಲ್ಪಾಯುಸ್ಸೇ ಕಾರಣ! ಈಗಿನ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚು ವಿದ್ಯುದಂಶ (ಮತ್ತು ತೂಕ) ವಿರುವ ಅಣುವಿನ ಹೆಸರು : ಆಗನೇಸಾನ್; ಅದರ ವಿದ್ಯುದಂಶ ಮತ್ತು ರಾಶಿ ಕ್ರಮವಾಗಿ ೨೯೪ ಮತ್ತು ೧೧೮. ಆದರ ಅರ್ಧಾಯಸ್ಸು ೦.೭ ಮಿಲಿಸೆಕೆಂಡುಗಳು. ಕಾಲಕ್ರಮೇಣ ಮತ್ತೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ತೂಕದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದರಲ್ಲಿ ಸಂಶಯವಿಲ್ಲ.

೬. ಬೈಜಿಕ ವಿದಳನ

ಬೈಜಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಗಾಧ ಶಕ್ತಿಯೂ ಹುಟ್ಟುತ್ತದೆ ಎಂದು ರುದರ್ಫರ್ಡ್ ಗುರುತಿಸಿದ್ದರು.: “ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ಅಡಗಿರುವ ಶಕ್ತಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿಗಿಂತ ಬಹಳ ಬಹಳ ಅಧಿಕ!… ಸೂರ್ಯನಲ್ಲೂ ಇದೇ ಶಕ್ತಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿರಬಹುದು “. ೧೯೩೦ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಇಟಲಿಯಲ್ಲಿ ಎನ್ರಿಕೊ ಫಮಿ೯ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಿಸ್ನಲ್ಲಿ ಐರೀನ್ ಮತ್ತು ಜೋಲಿಯಾಟ್ ಕ್ಯೂರಿಯವರ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹಿಂದೆ ನೋಡಿದ್ದೇವೆ. ಇದೇ ರೀತಿಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಜಮ೯ನಿಯ ಆಟ್ಟೊ ಹಾನ್ ಮತ್ತು ಸ್ಟ್ರಾಸ್ಮನ್ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದಾಗ ಯುರೇನಿಯಮ್ ಪರಮಾಣು ಒಡೆದು ಬೇರಿಯಮ್ ಪರಮಾಣು ಹೊರಬರುವುದನ್ನು ಅವರು ಕಂಡರು. ಹಿಟ್ಲರನ ಜಮ೯ನಿಯಿಂದ ಹೊರಬಂದಿದ್ದ ಲೀಸೆ ಮೈಟ್ನರ್ ಮತ್ತು ಆಟ್ಟೊ ಫ್ರಿಷ್ ಈ ವಿಭಜನೆಯಲ್ಲಿ ೨-೩ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಕಣಗಳು ಹೊರಬರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ ಈ ವಿಚಿತ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲವನ್ನು ಅರಿತು ಇದಕ್ಕೆ ’ಬೈಜಿಕ ವಿದಳನ ( ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಫಿಷನ್)’ ಎಂಬ ಹೆಸರಿಟ್ಟರು. ನ್ಯೂಟ್ರಾನಿನ ಪ್ರಭಾವದಿಂದ ಯುರೇನಿಯಮ್ ಪರಮಾಣು ಒಡೆದು ಎರಡು ಸುಮಾರು ಸಮಾನ ಲಘು ತೂಕದ ಪರಮಾಣುಗಳು (ಬೇರಿಯಮ್ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಪ್ಟಾನ್) ಹುಟ್ಟಿಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ’ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಿದರು. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಅನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಬೋರ್ ರವರು ಹಿಂದೆ ಕೊಟ್ಟಿದ್ದ ‘ದ್ರವದ ಬಿಂದು (ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಡ್ರಾಪ್)’ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಒಂದು ದ್ರವದ ತೊಟ್ಟು ಎಳೆದಾಗ ಎರಡು ಸಣ್ಣ ತೊಟ್ಟುಗಳಾಗುವ ತರಹ ಎಂದು ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮೈಟ್ನರ್ ಮತ್ತು ಫ್ರಿಷ್ ವಿವರಿಸಿದರು.
U (235,92) + n (1,0) —> Kr (90,36) + Ba( 143,56) + 3 n(1,0) – (೫)
ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣು ತೂಕ ೨೩೫ ಇರುವ ಯುರೇನಿಯಮ್ (U) ಮೂಲಧಾತುವನ್ನು ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಕಣದಿಂದ ತಾಡಿಸಿದರೆ ಅದು ಪರಮಾಣು ತೂಕ ೯೦( Kr) ಮತ್ತು ೧೪೩ (Ba) ಇರುವ ಕ್ರಿಪ್ಟಾನ್ ಮತ್ತು ಬೇರಿಯಮ್ ಗಳಿಗೆ ವಿಭಜನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದಂಶ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಇದರ ಜೊತೆ ಮೂರು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಕಣಗಳೂ‌ (n) ಮತ್ತು ~ ೨೦೦ ಎಮ್.ಇ.ವಿಯ ಶಕ್ತಿ ಹೊರಬರುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಗಮನ ಸೆಳೆದಿದ್ದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅಗಾಧ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದ ಮೊದಲ ಮತ್ತು ಕಡೆಯ ತೂಕಗಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸ! ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ ಎಡಭಾಗದ ಮತ್ತು ಬಲಭಾಗದ ಒಟ್ಟು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ೨೩೬.೧೨೬೫ ಮತ್ತು ೨೩೫.೯೧೧ ಪರಮಾಣು ರಾಶಿ ಮಾನಗಳು (amu). ಇವೆರದರ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ೦.೨೧೫೫ amu . ಒಂದು amu 931 ಎಮ್.ಇ.ವಿಗಳಿಗೆ ಸಮ. ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಶಕ್ತಿ ೨೦೦ ಎಮ್.ಎ.ವಿ.ಗಳು. ಈ ಶಕ್ತಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ವಿಭಜನೆಯ ನಂತರದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಗಳ ಚಲನ ಶಕ್ತಿ (ಶಾಖ)ಯಾಗಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಹೊರಬರುವ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳ ಸರಾಸರಿ ಸಂಖ್ಯೆ ೨.೩.
ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಯು-೨೩೫ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ತಾಡಿಸಿ ಮತ್ತೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು. ಅದರಲ್ಲಿ ಮತ್ತೆ ಹುಟ್ಟುವ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳಿಂದ ಶಕ್ತಿ — ಹೀಗೆಯೇ ಸರಪಳಿಯಂತೆ ಪ್ರತಿ ಪೀಳಿಗೆಯ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಯು-೨೩೫ ಪರಮಾಣುವಿಂದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತಾ, ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತಾ ಹೋದರೆ ಸಿಗುವುದು ಮನುಷ್ಯ ಹಿಂದೆ ಕಾಣದಷ್ಟು ಅಪಾರ ಶಕ್ತಿ! ಒಂದು ವಿದಳನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹೊರಬರುವ ಶಕ್ತಿ (೨೦೦ ಎಮ್.ಇ.ವಿ) ಸುಮಾರು ೩೨೦ ಅರ್ಗ್ ಗಳಿಗೆ ಸಮನಿದ್ದು, ಒಂದು ಕಿಲೊಗ್ರಾಮ್ ಯುರೇನಿಯಮ್ಮಿನಿಂದ ಸುಮಾರು ೨೩೦೦೦( ೨.೩ ಕೋಟಿ ಕಿಲೊ ವಾಟ್) ಮೆಗಾವಾಟ್ ‘ ಪವರ್’ ಉತ್ಪಾದನೆಯಾಗಬಹುದು.                           

ಚಿತ್ರ (೬.೧) ಮೂಲ ವಿದಳನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ: ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ತಾಡನೆಯ ನಂತರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಸುಮಾರು ಒಂದೇ ತೂಕದ ಎರಡು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಆಗಿ ಹೋಳಾಗುತ್ತದೆ. ಅದರ ಜೊತೆ ೩ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳೂ ಹುಟ್ಟುತ್ತವೆ. ಇದರಲ್ಲಿ – ೨೦೦ ಎಮ್.ಇ.ವಿ. ಶಕ್ತಿಯೂ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ ; ಚಿತ್ರ (೬.೨) : ಬೈಜಿಕ ಸರಪಳಿ ಕ್ರಿಯೆ – ಮೊದಲನೆಯ ವಿದಳನದ ನಂತರ ೩ ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯ ವಿದಳನದ ನಂತರ ೯ ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳು. ಇತ್ಯಾದಿ ಹೊರಬರುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ತನ್ನದೇ ವಿದಳನೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತದೆ.
ಯುರೇನಿಯಮ್ ಧಾತುವಿನಲ್ಲಿ ಈ ಸರಪಳಿ ಕ್ರಿಯೆ ನಿಜವಾಗಿಯೂ ನಡೆಯುತ್ತದೆಯೇ ಎಂದು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಶಿಕಾಗೋವಿನಲ್ಲಿ ಎನ್ರಿಕೊ ಫಮಿ೯ಯವರ ನೇತ್ರತ್ವದಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಪ್ರಾರಂಭವಾದವು. ೧ ಸೆಕೆಂಡಿನಲ್ಲಿ ೪೮ ಲಕ್ಷ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳು ಹುಟ್ಟುತ್ತವೆ ಎಂದು ೧೯೪೨ರ ಡಿಸೆಂಬರಿನಲ್ಲಿ ಈ ಪ್ರಯೋಗ ತೋರಿಸಿ ಸಫಲವಾದಾಗ ಪ್ರಪಂಚದ ಪ್ರಥಮ ಬೈಜಿಕ ಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಯ (ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ರಿಯಾಕ್ಟರ್) ಉದ್ಘಾಟನೆಯಾಯಿತು! ಬಾಂಬಿನ ತರಹವೇ ರಿಯಾಕ್ಟರಿನಲ್ಲೂ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಶುರುವಾಗುತ್ತದೆ; ಆದರೆ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೇಲೆ ಹಿಡಿತವಿರುವುದರಿಂದ ಸರಪಳಿಯನ್ನು ಮುರಿಯಬಹುದು.
ಅಣುಬಾಂಬಿನ ತಯಾರಿಕೆ ೧೯೪೨ರ ಡಿಸೆಂಬರಿನಲ್ಲಿ ’ಮ್ಯಾನ್ಹ್ಯಾಟನ್ ಪ್ರಾಜೆಕ್ಟ್’ ಎಂಬ ಹೆಸರಿನಲ್ಲಿ ಅಮೆರಿಕದ ಪಶ್ಚಿಮ ಪ್ರಾಂತ್ಯವಾದ ಜನನಿಬಿಡ ನ್ಯೂಮೆಕ್ಸಿಕೋದ ಪವ೯ತಗಳಲ್ಲಿನ ಮಧ್ಯವಿದ್ದ ಲಾಸ್ ಅಲಮೋಸ್ ನಗರದಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಪ್ರಾರಂಭವಾಯಿತು. ಖ್ಯಾತ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಿಜ್ಞಾನಿ ರಾಬಟ್೯ ಆಪನ್ಹೈಮರ್ ಅವರ ನಾಯಕತ್ವದಲ್ಲಿ ಪ್ರಪಂಚದ ಖ್ಯಾತ ವಿಖ್ಯಾತ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕೆಲಸಮಾಡುತ್ತಿದ್ದರು. ಪ್ಲುಟೋನಿಯಮ್ ಎಂಬ ಬೇರೆಯ ಪರಮಾಣುವಿಂದಲೂ ಈ ಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿ ಹೊರತೆಗೆಯಬಹುದು ಎಂದು ಗೊತ್ತಾಗಿತ್ತು. ಆದ್ದರಿಂದ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ (೦.೭ % ) ಪ್ರಮಾಣಾದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಇರುವ ಯುರೇನಿಯಮ್ ೨೩೫ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿರುವ ಯು-೨೩೮ರಿಂದ ಬೇಪ೯ಡಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಪ್ಲುಟೋನಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಅದರ ಮುಖ್ಯ ಉದ್ದೇಶವಾಗಿತ್ತು. ಬಾಂಬ ಸಫಲವಾಗಲು ೫೦ ಕಿಲೋಗ್ರಾಮ್ ಯುರೇನಿಯಮ್ ಮಾತ್ರ ಸಾಕಾಗಬಹುದು ಎಂದು ತಿಳಿದಾಗ ಅದನ್ನು ವಿಮಾನದಲ್ಲಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡುಹೋಗಬಹುದು ಎಂದು ತಿಳಿಯಿತು.೧೯೪೫ರ ಜುಲೈ ೧೫ರಂದು ನ್ಯೂಮೆಕ್ಸಿಕೊ ಪ್ರಾಂತ್ಯದ ದಕ್ಷಿಣದ ಮರಭೂಮಿಯ ಊರು – ಅಲಮೊಗೊಡೊ೯ – ಬಳಿ ಪ್ಲುಟೋನಿಯಮ್ ಬಾಂಬಿನ ಪರೀಕ್ಷೆ ನಡೆಯಿತು.ಸುಮಾರು ೨೦೦ ಮೈಲುಗಳ ತನಕ ಪ್ರಕಾಶ ಕಂಡು ಬಾಂಬ್ ಸಿಡಿದ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ೩೦೦ ಮೀಟರುಗಳ ತನಕ ಭೂಮಿ ೩ ಮೀಟರು ಕುಸಿದಿತ್ತು. ಶಾಖ ೩-೪೦೦ ಡಿಗ್ರಿಗೆ ಏರಿದ್ದು, ಆ ಜಾಗದ ಒಂದು ಕಿಲೊಮೀಟರ್ ಸುತ್ತ ಎಲ್ಲವೂ ನಾಶವಾಗಿದ್ದು ಪರೀಕ್ಷೆ ಸಫಲವಾಗಿತ್ತು. ಅನಂತರ ಹಿರೊಷಿಮಾ ಮೇಲೆ ಹಾಕಿದ ಬಾಂಬಿನ ತಾಪಮಾನ್ – ೩ ಲಕ್ಷ ಕೆಲ್ವಿನ್ ತಲಪಿದ್ದು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಉಷ್ಣತೆ ೬೦೦ ಡಿಗ್ರಿಗಳಿದ್ದವು ! ( ಹಿಂದೆ ಬರೆದಿದ್ದ ಲೇಖಕರ ‘ ಹಿರೊಷಿಮಾ” ಲೇಖನವನ್ನು ಕಣಜದಲ್ಲಿ ಓದಬಹುದು)

                           

ಚಿತ್ರ (೬.೩) ಕಳೆದ ಶತಮಾನದ ಮಹಾ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಎನ್ರಿಕೊ ಫರ್ಮಿ (Enrico Fermi) ; ಚಿತ್ರ (೬.೪) ಸರಪಳಿ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮೊದಲು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಶಿಕಾಗೊ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದ ಉಪಕರಣ ; ಇಂದಿನ ಬೈಜಿಕ ಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳ ಮೂಲ ಸ್ವರೂಪ.

ಬೈಜಿಕ ಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೇಲೆ ಹತೋಟಿ ಇರಲೇಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಅದಕ್ಕೋಸ್ಕರ ಮೊದಲನೆಯ ವಿದಳನೆಯಿಂದ ಹೊರಬರುವ ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಮಾತ್ರ ಮುಂದೆ ವಿದಳನ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸಬೆಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಉಳಿದ ೨ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೇಗಾದರೂ ಮಾಡಿ ಹೀರಿಬಿಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೋಸ್ಕರ ಬೋರಾನ್ ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಡ್ಮಿಯಮ್ ನ ಕಡ್ಡಿಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಅದಲ್ಲದೆ ವಿದಳನ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳು ಬೇಕಿರುವುದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ ಇರುವ ನ್ಯೂಟ್ರಾನನ್ನು ನಿಧಾನ ಮಾಡಲು ಅದನ್ನು ನೀರಿನ ಮೂಲಕ ಹಾಯಿಸಬೇಗುತ್ತದೆ. ೨೦೧೧ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಪಂಚದ ಇಂಧನದ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿ ೧೦ % ಬೈಜಿಕ ಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳಿಂದ ದೊರಕುತ್ತಿತ್ತು. ಆದರೆ ಈ ಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಪಘಾತ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇದ್ದು ಅದನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಪ್ರಯತ್ನಗಳೂ‌ ನಡೆಯುತ್ತಲೇ ಇವೆ.

೭. ಬೈಜಿಕ ಸಂಲಯನ:

ಎರಡು ಲಘು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬಂದು ಹೊಸ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸಂಲಯನ / ಸಂಮಿಳನ (ಫ್ಯೂಷನ್) ಕ್ರಿಯೆ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಇಂತಹ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬಂದು ಹೊಸ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಹುಟ್ಟಿದಾಗ ಮೊದಲ ಮತ್ತು ನಂತರದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಳ ಅಂತರ ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿದ್ದು ಅದರಿಂದ ಶಕ್ತಿ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ. ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಪ್ರಕಾಶಕ್ಕೆ ಬೈಜಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳೇ ಕಾರಣವೆಂದು ಎಡ್ಡಿಂಗ್ ಟನ್ ೧೯೨೦ ರಲ್ಲಿಯೇ ಮಂಡಿಸಿದ್ದರು. ಆದರೆ ಆ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಪೂರ್ತಿ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಮಟ್ಟ ಬರಲು ಸಮಯವಾಯಿತು. ೧೯೩೭ರಲ್ಲಿ ಹಾನ್ಸ್ ಬೆಥೆ ಹೆಚ್ಚು ಉಷ್ಣತೆ ಇರುವ ನಕ್ಷತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಹೇಗೆ ನಡೆಯುತ್ತವೆ ಎಂದು ಲೆಕ್ಕ ಮಾಡಿ ತೋರಿಸಿದರು. ೪ ಪ್ರೋಟಾನುಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬಂದು ಹೀಲಿಯಮ್ ನ ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ತಯಾರಾದಾಗ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯೇ ನಕ್ಷತ್ರದಿಂದ ಪ್ರಕಾಶದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ.
4 H (1,1) ) + 2 e(minus) —> He(4,2) + 2 neutrinos + 6 gamma —(6)
.ಇದರಲ್ಲಿ H, He ,e(minus),neutrino, gamma ಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೊಜೆನ್, ಹೀಲ್ಲಿಯಮ್ , ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ , ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಮಾ ಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯ ಮೌಲ್ಯ, ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ೨೬.೭ ಎಮ್.ಇ.ವಿ ಗಳು

                        

ಚಿತ್ರ (೭.೧) ಸಂಲಯನದ ಮೂಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ – ಎರಡು ಚಿಕ್ಕ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಗಳು ಒಟ್ಟು ಬಂದು ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ತಯಾರಿಕೆ ; ಚಿತ್ರ (೭.೨) ನಕ್ಷತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ಸಂಲಯನ ದ ವಿವಿಧ ಘಟ್ಟಗಳು

delta E = (4 (1.007825amu)-4,002603 )) * 931 mev = 26.7 mev —- (೭)
ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಘಟ್ಟಘಟ್ಟವಾಗಿ ನೋಡೋಣ:
ಎರಡು ಪ್ರೋಟಾನುಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬಂದಾಗ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಕಣಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗಿ ಮೂಲಧಾತು ಡ್ಯುಟೀರಿಯಮ್ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಣಗಳ ಜೊತೆ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಎರಡು ಪೋಟಾನುಗಳ ಮಧ್ಯೆ ಇರುವ ವಿಕರ್ಷಣೆಯನ್ನು ಎದುರಿಸಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯಲು ಬೇಕಾದಷ್ಟು ಉಷ್ಣತೆ ನಕ್ಷತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಇಲ್ಲ ; ಇರುವುದು ೧೪ ಮಿಲಿಯ ಡಿಗ್ರಿ ಅಷ್ಟೇ. ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಆಲ್ಫ ಕಣ ಕ್ಷಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ಸುರಂಗ ವಿಧಾನ (tunneling effect) ದ ತರಹದಿಂದ ಮಾತ್ರ ಸಾಧ್ಯ . ಇದು ದುರ್ಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದ್ದು ಬಹಳ ನಿಧಾನವಾಗಿ ನಡೆಯುತ್ತಿದ್ದು ಸುಮಾರು ಬಿಲಿಯ ವರ್ಷಗಳು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದಲೇ ಸೂರ್ಯನಂತಹ ನಕ್ಷತ್ರದ ಆಯಸ್ಸು ೧೦ ಬಿಲಿಯ ವರ್ಷಗಳು. ಇದಿಲ್ಲದಿದ್ದಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳೂ ಬೇಗ ಬೇಗ ನಡೆದು ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿ ಯಾವ ಪ್ರಾಣಿಯ ವಿಕಾಸವೂ ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ.
H(1,1)+H(1,1) —..> H(2,1) + ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ + ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ (ಎರಡು ಬಾರಿ)
H(1,1)+ H (2,1) —-> He(3,2) + 1 ಗ್ಯಾಮಾ ರೇ (ಎರಡುಬಾರಿ)
He (3,2) +He (3,2) —> He(4,2) + H(1,1) + H(1,1) —- (೮)
ಮುಂದಿನ ಘಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಡ್ಯೂಟೀರಿಯಮ್ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಜೊತ್ ಸೇರಿದಾಗ ಹೀಲಿಯಮ್ (೩) ಹೊರಬರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಗ್ಯಾಮಾ ಕಣಗಳೂ ತಯಾರಾಗುತ್ತವೆ. ಕಡೆಯ ಘಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಹೀಲಿಯಮ್ (೩) ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಸುಗಳು ಸೇರಿ ಒಂದು ಆಲ್ಫ ಕಣ ಹುಟ್ಟುತ್ತದಲ್ಲದೆ ೨ ಪ್ರೋಟಾನುಗಳೂ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಒಟ್ಟು ಮೂಲ ಪ್ರೊಟಾನುಗಳ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಲ್ಲಿ ೦.೭ % ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಅದರ ಮೌಲ್ಯ. -೨೬.೭ ಎಮ್.ಇ.ವಿ . ಎರಡು ಗ್ಯಾಮಾ ಕಿರಣಗಳು ನಕ್ಷತ್ರದ ಒಳಭಾಗವನ್ನು ಕಾಯಿಸುತ್ತಾ ಮಿಲಿಯ ವರ್ಷಗಳ ನಂತರ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಸಾಧಾರಣ ಬೆಳಕಿನ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹೊರಬರುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಎರಡು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೋಗಳು ಬೇಗನೇ ನಕ್ಷತ್ರವನ್ನು ಬಿಟ್ಟು ಹೊರಗೆ ಹೋಗುತ್ತವೆ. ಈ ಸರಳಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಪಿ-ಪಿ ಚೈನ್ ಎಂಬ ಹೆಸರಿದ್ದು ಕಡಿಮೆ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ನಕ್ಷತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತವೆ.
ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಾಶ -೪-೫ ಮಿಲಿಯ ಡಿಗ್ರಿಗಳು.
ಹತ್ತಿರದ ನಕ್ಷತ್ರವಾದ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ೧೯೭೦ರ ದಶಕದಿಂದ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಪ್ರಾರಂಭವಾಗಿದ್ದು. ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯೊಂದಿಗೆ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ವರ್ತನೆ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಇರುವುದರಿಂದ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಅಗಾಧ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಅವಶ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಮೂರು ತರಹದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಣಗಳು – ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ, ಮ್ಯುಯಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಮತ್ತು ಟವಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ – ಇವೆ. ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಹೊರಬರುವುದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಣಗಳು. ಈ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಸೂರ್ಯನಿಂದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರೂ ಅವುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ನಿರೀಕಿಸಿದಷ್ಟು ಇರಲಿಲ್ಲ. ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಣದ ವಿಚಿತ್ರ ನಡೆವಳಿಕೆ – ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಬೇರೆಯ ತರಹದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳಿಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗಿ ಉಪಕರಣಕ್ಕೆ ಕಾಣಬರದಿರುವುದು – ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವೆಂದು ತಿಳಿಯಿತು. ಆದ್ದರಿಂದ ಸಂಲಯನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳೇ ಸೂರ್ಯನಂತಹ ನಕ್ಷತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವುದು ಎನ್ನುವುದಕ್ಕೆ ಸಾಕ್ಷಿ ಸಿಕ್ಕಿದೆ. ಅದಲ್ಲದೆ ಈ ಕಣಗಳ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಕಂಡುಬಂದರೆ ಸೂರ್ಯನಲ್ಲೆ ಏನೋ ಬದಲಾವಣೆಯಾಗುತ್ತಿದೆ ಎಂಬ ಮುನ್ಸೂಚನೆಯೂ ದೊರೆಯುತ್ತದೆ.
            

ಚಿತ್ರ (೭.೩) ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಪ್ರಕಾಶಕ್ಕೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸಂಲಯನ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದ ಹಾನ್ಸ್ ಬೀಟ (Hans Bethe); ಚಿತ್ರ (೭.೪) ಎಡ- ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ಸೂರ್ಯ, ಬಲ – ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಣಗಳಲ್ಲಿ ಸೂರ್ಯ – ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಉತ್ಪತ್ತಿ ! ಈ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಕಣಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರ ಸಂಲಯನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಸಾಕ್ಷಿ .

ನಕ್ಷತ್ರದಲ್ಲಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣತೆಯೂ ಹೆಚ್ಚಿ (೧೫ ಮಿಲಿಯ ಡಿಗ್ರಿಗಳಿದ್ದಾಗ ) ಹೀಲಿಯಮ್ ಸಂಲಯನದಿಂದ ಇಂಗಾಲ ತಯಾರಾಗುತ್ತದೆ. ಹಾಗೇ ಸಾರಜನಕ, ಆಮ್ಲಜನಕ ಇತ್ಯಾದಿ ತಯಾರಾಗುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆಯೇ ಒಂದೊಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ದವ್ಯರಾಶಿಯ ಮೂಲಧಾತುಗಳು ತಯಾರಾಗುತ್ತ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಮೊದಲಿನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ನಂತರದ ಘಟ್ಟಗಳೆಲ್ಲಾ ವೇಗವಾಗಿ ನಡೆದುಕೊಂಡು ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಜಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೀಲಿಯಮ್ ಪೂರ್ತಿ ಪರಿವರ್ತಯಾಗಬೇಕಾದರೆ ೭ ಬಿಲಿಯ ಮತ್ತು ೭ ಮಿಲಿಯ ವಷಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕಕ ೬೦೦ ವರ್ಷ ಮತ್ತು ೬ ತಿಂಗಳು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಕಡೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಇಂದ ಕಬ್ಬಿಣ ತಯಾರಾಗಬೇಕಾದರೆ ಒಂದೇ ದಿನ ! ಕಬ್ಬಿಣದ ನಂತರ ಬೈಜಿಕ ಸಂಲಯನ ನಿಂತುಹೋಗುತ್ತದೆ.
ಬೈಜಿಕ ವಿದಳನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಶಕ್ತಿ ಪಡೆದು ಬಾಂಬುಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಬೈಜಿಕ ಕ್ರಿಯಕಾರಿಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದಂತೆ ಬೈಜಿಕ ಸಂಲಯನವನ್ನೂ ಈ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗೆ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಆಲೋಚನೆ ೧೯೫೦ರಲ್ಲಿ ಶುರುವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೊಜೆನ್ ಬಾಂಬನ್ನು ೧೯೫೨ರಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ವಿದಳನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವಿಕಿರಣ ತೊಂದರೆಗಳು ಸಂಲಯನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಇಲ್ಲ ಎಂಬುದು ಮುಖ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸ. ಸಂಲಯನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಕೋಟಿ ಡಿಗ್ರಿ ಉಷ್ಣತೆಯಾದರೂ ಬೇಕಾಗುವುದಿಂದ ಅದರಲ್ಲಿ ಮೊದಲು ವಿದಳನ ಬಾಂಬನ್ನು

                     

ಚಿತ್ರ (೭.೫) ಅಣು ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೊಜೆನ್ ಬಾಂಬುಗಳ ವಿನಾಶದ ಹೋಲಿಕೆ. ಅಣು ಬಾಂಬಿನ ಪ್ರಭಾವ ಮೇಲೆ ತೋರಿಸಿರುವ ಪುಟ್ಟ ವರ್ತುಲದಷ್ಟು ಮಾತ್ರ ಚಿತ್ರ (೭.೬) ಪ್ರಯೋಗಶಾಲೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಲಯನ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಡೆಸುವ ಪ್ರಯತ್ನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಟೊಕಮಾಕ್ ಉಪಯೋಗಿಸಬೇಕಾಯಿತು. ಆದರೆ ಪ್ರಯೋಗಶಾಲೆಯಲ್ಲಿ ಅಷ್ಟು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೇಗೆ ಪಡೆಯುವುದು? ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಹೇಗೆ ಕೂಡಿಡುವುದು ಎನ್ನುವದೇ ಇದರಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಶ್ನೆಯಾಗಿದ್ದು ಇದರ ಬಗ್ಗೆ ಅನೇಕ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ನಡೆಯುತ್ತಿವೆ. ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡುವದರಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಪ್ರಗತಿಯಾಗಿದ್ದು ಈ ಉಪಕರಣಕ್ಕೆ ‘ಟೊಕಮಾಕ್ ‘ ಎಂಬ ಹೆಸರು.


ಪಾಲಹಳ್ಳಿ ವಿಶ್ವನಾಥ್