فشن ری ایکشن،ایٹم بم کا اصول

   یہ بات ہے 1939ء کی جب اوٹوہان اور سٹراس مین نے یورینیئم کے آئسوٹوپ یورینیئم_235 پر لو انرجی یا کم رفتار کےنیوٹران کی بوچھاڑ کی تو یورینیئم کا یہ نیوکلیئس دو نیوکلیائ میں ٹوٹ گیااس تعامل کی مساوت کچھ یوں تھی:-

²³⁵₉₂U  +  ¹₀n  →  ¹⁴¹₅₆Ba + ⁹²₃₆Kr +3¹₀n  

اس عمل کو فشن ری ایکشن کہتے ہیں جس کی تعریف یوں کی جا سکتی ہے کہ:-

     "ایسا ری ایکشن جس میں ایک بھاری نیوکلیئس دو چھوٹے نیوکلیائ میں تبدیل ہو جاتا ہے"

   بننے والے دو نیوکلیائ کو فریگمنٹس کہتے ہیں یہاں پر یورینیئم_235 ڈائریکٹ بیریئم اور اور کرپٹان میں تبدیل نہیں ہوتا بلکہ یورینیئم_235 پہلے یورینیئم_236 میں تبدیل ہوتا ہے لیکن یورینیئم_236 فوراً کرپٹان اور بیریئم میں تبدیل ہو جاتا ہے کیونکہ یہ بہت ذیادہ غیر قیام پذیر ہوتا ہے اور سیکنڈ کے پہت تھورڑے عرصے تک ہی رہتا ہے اور پھر ٹوٹ جاتا ہے یہ بات بھی یاد رکھنی چاہیۓ کہ بننے والے نیوکلیائ کا کل ماس یورینیئم کے ماس سے کم ہوتا ہے غائب ہونے والا ماس توانائ میں تبدیل ہو جاتا ہے جس پر بعد میں بات کریں گے۔

   یہ تعامل دوسرے تعاملات سے کافی مختلف تھا چاہے وہ کیمیائ تعامل ہو یا کوئ نیوکلیئر ری ایکشن یہ تعامل سب سے مختلف تھا اس سے پہلے کوئ ایسا تعامل نہیں تھا جس میں ایک نیوکلیائ دو نیوکلیائ میں ٹوٹ جاتا ہے اس سے پہلے نیوکلیئس کے نیۓ نیوکلیئس میں تبدیل ہو جانے کے تعاملات پڑھے جا چکے تھے لیکن یہ ان سب سے مختلف تھا۔

   فشن ری ایکشن کو نفصالی توانائ(بائینڈنگ انرجی) سے بیان کیا جا سکتا ہے وہ اس طرح سے کہ اس ری ایکشن میں ایسا نیوکلیئس ٹوٹ جاتا ہے جو غیر قیام پذیر ہو یا جس نیوکلیئس کی نفصالی توانائ پر نیوکلیان ذیادہ ہو گی وہ ذیادہ قیام پذیر ہو گا جیسے کہ آئرن کی نفصالی توانائ پر نیوکلیان سب سے ذیادہ ہے جو کہ 8.8Mev ہے یورینیئم_235 کی نفصالی توانائ پر نیوکلیان آئرن سے کم ہے جو کہ تقریباً 7.6Mev ہے لہذا یہ اتنا قیام پذیر نہیں ہے اس لیۓ یہ قیام پذیر نیوکلیائ میں ٹوٹ جاتا ہے ایک بات اور یاد رکھنی چاہیۓ کہ ان فریگمنٹس کے علاوہ بھی فریگمنٹس بن سکتے ہیں یہ بھی وہی فریگمنٹس ہوں گے جو ذیادہ قیام پذیر ہوں گے یا جن کی نفصالی توانائ پر نیوکلیان یورینیئم سے ذیادہ ہو گی  تین ممکنہ فریگمنٹس ذیل میں درج ہیں:-

   ¹₀n  +  ²³⁵₉₂U  →  ¹⁴¹₅₆Ba + ⁹²₃₆Kr +3¹₀n

 ¹₀n  + ²³⁵₉₂U   →  ¹⁴⁰₅₄Xe +  ⁹⁴₃₈Sr  2¹₀n

¹₀n  +  ²³⁸₉₂U  → ¹³²₅₀Sn  +  ¹⁰¹₄₂Mo  +3¹₀n

   یہ وہ تین ممکنہ تعاملات ہیں جو کہ یورینیئم_235 کے ٹوٹنے کے نتیجے میں بن سکتے ہیں یہ تینوں ری ایکشن یہاں پر رک نہیں جاتے بلکہ آگے چلتے رہتے ہیں اگر ہمارے پاس دو یورینیئم کے ایٹم ہوں تو جب پہلا یورینیئم کا ایٹم ٹوٹ جاۓ گا تو اس سے بننے والے نیوٹران دوسرے یورینیئم کے ایٹم کو توڑ دیں گے اگر اسی طرح ہمارے پاس مزید ایٹم ہوتے تو وہ بھی ٹوٹتے جاتے لہذا فشن ری ایکشن شروع کرنے کے لیۓ صرف ایک نیوٹران کی ضرورت ہو گی اگر ہم فشن ری ایکشن کو کنٹرول نہ کریں تو یہ مزید تیز ہوتا جاۓ گا اس ری ایکشن سے بہت ذیادہ توانائ خارج ہوتی ہے لہذا اس کو کنٹرول کرنا پڑتا ہے اس کام کے لیۓ دو تین چیزیں استعمال ہوتی ہیں جو کہ بھاری پانی،بوران اور کیڈمیم کے راڈز ہیں ان سب کی نیوٹران جذب کرنے کی صلاحیت بہت ذیادہ ہوتی ہے جب نیوٹران جذب ہو جاتے ہیں تو ری ایکشن کو آگے جاری رکھنے کے لیۓ نیوٹران کی تعداد کم رہ جاتی ہے اس طرح فشن ری ایکشن کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔

   اب بات کرتے ہیں فشن ری ایکشن سے خارج ہونی والی توانائ کی اس ری ایکشن سے بہت بڑی مقدار میں توانائ خارج ہوتی ہے اس بات کا اندازہ اس نمبر سے لگا لیں کہ ایک ٹن کوئلہ جلانے 3.6×10¹⁰ جول انرجی خارج ہوتی ہے جبکہ صرف ایک کلوگرام یورینیئم کے ٹوٹنے سے 6.7×10¹¹جول انرجی خارج ہوتی ہے اس توانائ کو نکالنے کی کوشش کرتے ہیں یورینیئم کی بائیڈنگ انرجی پر نیوکلیون 7.6Mev ہے اور فریگمنٹس کی نفصالی توانائ پر نیوکلیون 8.5Mev ہے لہذا خارج ہونے والی توانائ یہ ہو گی۔

8.5-7.6=0.9Mev

0.9Mev کی توانائ خارج ہو گی یہ توانائ ایک نیوکلیون خارج کرے گا جب کہ نیوکلیون نیوٹران یا پروٹان کو کہتے ہیں چونکہ یورینیئم کا ماس نمبر 235 ہے لہذا کل توانائ یہ ہو گی۔

0.9×235=211.5Mev

یہ وہ توانائ ہے جو ایک یورینیئم ایٹم کے ٹوٹنے سے خارج ہو گی لیکن اوسطاً خارج ہونے والی توانائ 200Mev ہو گی یہ توانائ کی بہت بڑی مقدار ہے ایٹم بم میں بھی فشن ری ایکشن استعمال ہوتا ہے فشن ری ایکشن کے لیۓدو مشہور ایلیمنٹس یورینیئم اور پلوٹونیم ہے۔

Image credit:Gemini