एटम के न्यूक्लियस के अंदर मौजूद बहुत ज़्यादा एनर्जी पोटेंशियल का इस्तेमाल दो अलग-अलग तरीकों से किया जा सकता है: फिशन, जिसमें एक भारी, अनस्टेबल एटम को छोटे टुकड़ों में बांटा जाता है, और फ्यूजन, जिसमें छोटे एटम को एक बड़े एटम में मिलाने के लिए मजबूर किया जाता है। जहां फिशन हमारे मौजूदा इलेक्ट्रिकल ग्रिड को पावर देता है, वहीं फ्यूजन वह प्रोसेस है जो तारों को फ्यूल देता है और क्लीन एनर्जी के भविष्य को दिखाता है।
एक भारी एटॉमिक न्यूक्लियस को दो या उससे ज़्यादा छोटे न्यूक्लियस में बांटने की प्रक्रिया, जिससे काफ़ी मात्रा में एनर्जी निकलती है।
एक रिएक्शन जिसमें दो हल्के एटॉमिक न्यूक्लिआई मिलकर एक भारी न्यूक्लियस बनाते हैं, और इस प्रोसेस में बहुत ज़्यादा एनर्जी निकलती है।
| विशेषता | परमाणु विखंडन | परमाणु संलयन |
|---|---|---|
| मूल परिभाषा | एक भारी नाभिक का विखंडन | हल्के नाभिकों का विलय |
| ईंधन की आवश्यकताएं | भारी समस्थानिक (यूरेनियम, प्लूटोनियम) | प्रकाश समस्थानिक (हाइड्रोजन, हीलियम) |
| ऊर्जा उपज | उच्च | अत्यंत उच्च (3-4x विखंडन) |
| उत्पादित अपशिष्ट | दीर्घजीवी रेडियोधर्मी समस्थानिक | हीलियम (निष्क्रिय/गैर-रेडियोधर्मी) |
| परिचालन की स्थिति | महत्वपूर्ण द्रव्यमान और न्यूट्रॉन नियंत्रण | अत्यधिक गर्मी (लाखों डिग्री) |
| सुरक्षा जोखिम | अगर मैनेज न किया गया तो मेल्टडाउन की संभावना | मेल्टडाउन नामुमकिन; रिएक्शन बस रुक जाता है |
फिशन बड़े एटम को अस्थिर करके काम करता है; जब न्यूक्लियस टूटता है, तो बने टुकड़ों का मास ओरिजिनल एटम से थोड़ा कम होता है। यह 'मिसिंग मास' एनर्जी में बदल जाता है। फ्यूजन मास डिफेक्ट के इसी सिद्धांत पर काम करता है, लेकिन यह तब होता है जब हल्के न्यूक्लिआई को इतनी मजबूती से एक साथ धकेला जाता है कि वे अपने नेचुरल इलेक्ट्रिकल रिपल्शन को पार करके एक सिंगल, ज़्यादा स्टेबल चीज़ में बदल जाते हैं।
फिशन पावर प्लांट इस्तेमाल हो चुके फ्यूल रॉड बनाते हैं जिन्हें हज़ारों सालों तक सुरक्षित रखना पड़ता है क्योंकि वे बहुत ज़्यादा रेडियोएक्टिव होते हैं। इसके उलट, फ्यूजन को ग्रीन एनर्जी का 'होली ग्रेल' माना जाता है क्योंकि इसका मुख्य बायप्रोडक्ट हीलियम है। हालांकि फ्यूजन रिएक्टर का स्ट्रक्चर खुद समय के साथ थोड़ा रेडियोएक्टिव हो सकता है, लेकिन वेस्ट फिशन बायप्रोडक्ट की तुलना में बहुत कम समय तक रहता है और बहुत कम खतरनाक होता है।
फिशन के लिए यूरेनियम एक सीमित रिसोर्स है जिसे माइन करके सावधानी से एनरिच करना पड़ता है, जो एक महंगा और एनर्जी-इंटेंसिव प्रोसेस है। फ्यूजन फ्यूल, खासकर ड्यूटेरियम, आम समुद्री पानी से निकाला जा सकता है, जबकि ट्रिटियम को लिथियम से 'ब्रेड' किया जा सकता है। इससे फ्यूजन के लिए संभावित फ्यूल सप्लाई लगभग कभी खत्म न होने वाली हो जाती है, जो टेक्नोलॉजी के मैच्योर होने पर लाखों सालों तक चलेगी।
एक फिशन रिएक्टर को 'क्रिटिकल मास' और न्यूट्रॉन का ध्यान से कंट्रोल चाहिए होता है ताकि रिएक्शन बेकाबू न हो। अगर कूलिंग सिस्टम फेल हो जाते हैं, तो फ्यूल इतना गर्म रह सकता है कि वह पिघलकर बाहर निकल जाए। फ्यूजन रिएक्टर इसके उलट होते हैं; उन्हें चलाते रहना बहुत मुश्किल होता है। अगर सिस्टम का कोई भी हिस्सा फेल हो जाता है या प्लाज़्मा में कोई गड़बड़ी होती है, तो टेम्परेचर तुरंत गिर जाता है और रिएक्शन बस खत्म हो जाता है, जिससे बड़े पैमाने पर मेल्टडाउन फिजिकली नामुमकिन हो जाता है।
एक फ्यूजन रिएक्टर हाइड्रोजन बम की तरह फट सकता है।
यह एक आम डर है, लेकिन फ्यूजन रिएक्टर में किसी भी समय बहुत कम फ्यूल होता है। अगर कोई खराबी आती है, तो प्लाज़्मा फैलता है और ठंडा हो जाता है, जिससे रिएक्शन तुरंत बंद हो जाता है। यह फिजिकली बेकाबू धमाका नहीं कर सकता।
न्यूक्लियर एनर्जी पावर का सबसे खतरनाक रूप है।
आंकड़ों के हिसाब से, न्यूक्लियर पावर (फिशन) से हर टेरावॉट-घंटे में बनने वाली एनर्जी से सबसे कम मौतें होती हैं, भले ही इसमें बड़े एक्सीडेंट शामिल हों। असल में, लेबर और पॉल्यूशन से होने वाली मौतों के मामले में यह कोयला, तेल और कुछ रिन्यूएबल प्लांट से भी ज़्यादा सुरक्षित है।
न्यूक्लियर कचरा हमेशा खतरनाक बना रहता है।
हालांकि 'हमेशा' कहना बढ़ा-चढ़ाकर कहना है, लेकिन फिशन वेस्ट लगभग 10,000 से 250,000 साल तक रेडियोएक्टिव रहता है। हालांकि, नए रिएक्टर डिज़ाइन डेवलप किए जा रहे हैं जो असल में इस पुराने वेस्ट को फ्यूल के तौर पर 'बर्न' कर सकते हैं, जिससे इसकी लाइफ और टॉक्सिसिटी कम हो जाएगी।
फ्यूजन हमेशा '30 साल दूर' है और कभी नहीं होगा।
हालांकि यह मज़ाक दशकों से चला आ रहा है, लेकिन हाल ही में हम 'इग्निशन' पर पहुँचे हैं—वह पॉइंट जहाँ एक फ़्यूज़न रिएक्शन ने उसे शुरू करने के लिए इस्तेमाल किए गए लेज़र से ज़्यादा एनर्जी पैदा की। प्राइवेट इन्वेस्टमेंट और सुपरकंप्यूटिंग से रिसर्च में तेज़ी आने के कारण यह टाइमलाइन कम होती जा रही है।
तुरंत, भरोसेमंद लो-कार्बन बेसलोड पावर के लिए न्यूक्लियर फिशन का इस्तेमाल करें क्योंकि यह एक प्रूवन टेक्नोलॉजी है जिसे हम अच्छी तरह समझते हैं। क्लीन एनर्जी के लिए सबसे लंबे समय के सॉल्यूशन के तौर पर न्यूक्लियर फ्यूजन को देखें, बशर्ते हम पृथ्वी पर तारे जैसा टेम्परेचर बनाए रखने की बड़ी इंजीनियरिंग रुकावटों को दूर कर सकें।
टाइट्रेशन और ग्रेविमेट्रिक एनालिसिस क्लासिकल क्वांटिटेटिव केमिस्ट्री के दो आधार हैं, जो किसी चीज़ का कंसंट्रेशन पता लगाने के लिए अलग-अलग रास्ते बताते हैं। जहाँ टाइट्रेशन केमिकल इक्विलिब्रियम तक पहुँचने के लिए लिक्विड वॉल्यूम के सटीक माप पर निर्भर करता है, वहीं ग्रेविमेट्रिक एनालिसिस किसी खास कॉम्पोनेंट को अलग करने और उसका वज़न करने के लिए मास माप की पक्की सटीकता का इस्तेमाल करता है।
किसी भी केमिकल प्रोसेस में, रिएक्टेंट्स शुरुआती चीज़ें होती हैं जिनमें बदलाव होता है, जबकि प्रोडक्ट्स उस बदलाव से बनने वाले नए पदार्थ होते हैं। यह रिश्ता मैटर और एनर्जी के फ्लो को बताता है, जो रिएक्शन के दौरान केमिकल बॉन्ड के टूटने और बनने से कंट्रोल होता है।
हालांकि वे असल में जुड़े हुए हैं, अमीनो एसिड और प्रोटीन बायोलॉजिकल कंस्ट्रक्शन के अलग-अलग स्टेज दिखाते हैं। अमीनो एसिड अलग-अलग मॉलिक्यूलर बिल्डिंग ब्लॉक्स के तौर पर काम करते हैं, जबकि प्रोटीन कॉम्प्लेक्स, फंक्शनल स्ट्रक्चर होते हैं जो तब बनते हैं जब ये यूनिट्स एक खास सीक्वेंस में एक साथ जुड़कर किसी जीवित जीव के अंदर लगभग हर प्रोसेस को पावर देते हैं।
वैसे तो सारी बारिश एटमॉस्फियर में कार्बन डाइऑक्साइड की वजह से थोड़ी एसिडिक होती है, लेकिन इंडस्ट्रियल पॉल्यूटेंट्स की वजह से एसिड रेन का pH लेवल काफी कम होता है। ज़िंदगी देने वाली बारिश और कोरोसिव डिपॉज़िशन के बीच केमिकल थ्रेशहोल्ड को समझना यह समझने के लिए ज़रूरी है कि इंसानी एक्टिविटी उस वॉटर साइकिल को कैसे बदल देती है जिस पर हम ज़िंदा रहने के लिए निर्भर हैं।
हालांकि दोनों प्रोसेस में लिक्विड सॉल्यूशन से सॉलिड निकलता है, लेकिन लैब और इंडस्ट्री में ये बहुत अलग-अलग रोल निभाते हैं। प्रेसिपिटेशन एक तेज़, अक्सर एग्रेसिव रिएक्शन है जिसका इस्तेमाल लिक्विड से सब्सटेंस को अलग करने के लिए किया जाता है, जबकि क्रिस्टलाइज़ेशन एक सब्र वाला, कंट्रोल्ड आर्ट है जिसका इस्तेमाल ऑर्गनाइज़्ड इंटरनल स्ट्रक्चर वाले हाई-प्योरिटी सॉलिड बनाने के लिए किया जाता है।
