യുറേനിയം – ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം

ധനേഷ്

Indira Gandhi Centre for Atomic Research Kalpakkam.

ലൂക്ക – ആവര്‍ത്തനപ്പട്ടികയുടെ 150ാംവാര്‍ഷികത്തിന്റെ ഭാഗമായുള്ള ഒരു ദിവസം ഒരു മൂലകം (One day One Element) പംക്തി തുടരുന്നു.  ഇന്ന് യുറേനിയത്തെ പരിചയപ്പെടാം.

ചരിത്രം 

പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഏറ്റവും ഭാരമുള്ള മൂലകമായ യുറേനിയത്തിന്റെ ചരിത്രം തുടങ്ങുന്നത് പതിനാറാം നൂറ്റാണ്ടിൽ  ജർമൻ പ്രവിശ്യയായ സാക്സോണിലെ വെള്ളി ഖനനത്തോട് കൂടിയാണ്. വെള്ളി എന്ന ലോഹത്തിന്റെ പ്രഭാവത്താൽ അവിടെ ജോച്ചിംസ്തൽ  എന്ന ഒരു നഗരം തന്നെ സ്ഥാപിക്കപ്പെടുകയും ഖനനം പതിനെട്ടാം നൂറ്റാണ്ടുവരെ തുടരുകയും ചെയ്തു. വെള്ളിയോടൊപ്പം കൊബാൾട്, ബിസ്‌മത് എന്നീ മൂലകങ്ങളുടെ ശേഖരവും അവിടെ കണ്ടെത്തി. ഖനനം പുരോഗമിക്കവേ വളരെ വ്യത്യസ്തമായ കറുത്ത നിറത്തിലുള്ള ഒരു ധാതു കൂടി അവിടെ കണ്ടെത്തുകയും ഉപയോഗപ്രദമല്ലാത്ത ഈ വസ്തുവിനെ പിച്ച്  ബ്ലെൻഡ്  എന്ന് വിളിക്കുകയും ചെയ്തു. (ജർമൻ ഭാഷയിൽ പിച്ച് ബ്ലെൻഡ് എന്നാൽ കറുത്ത കല്ല് എന്നർത്ഥം.)

മാർട്ടിൻ ക്ലാപ്രോത്ത് (1743-1817 ) എന്ന ജർമൻ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഇതിനെ കുറിച്ചു കേട്ടറിയുകയും  അദ്ദേഹത്തിന്റെ പരീക്ഷണ ശാലയിൽ ഇത് പരീക്ഷണ വിധേയമാക്കുകയും ചെയ്തു. ഇങ്ങനെ വേർതിരിച്ചെടുത്ത ഈ വസ്തുവിന് യുറാനസ് ഗ്രഹം കണ്ടെത്തിയ പ്രശസ്ത ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ വില്യം ഹെർഷെലിനോടുള്ള ആദര സൂചകമായി യുറേനിയം എന്ന പേര് നൽകി. എന്നാൽ ക്ലാപ്രോത്ത് വേർതിരിച്ചെടുത്തത്‌ യൂറേനിയത്തിന്റെ സംയുക്തമായ യുറേനിയം ഓക്‌സൈഡ് ആയിരുന്നു. ഈ യുറേനിയം ഓക്‌സൈഡിൽ നിന്നും  യൂജിൻ പെലിഗോ എന്ന ഫ്രഞ്ചു ശാസ്ത്രജ്ഞൻ യുറേനിയം ലോഹം വേർതിരിച്ചെടുത്തു.

സ്വഭാവം 

വെള്ളി പോലെ വെളുത്തു കാണപ്പെടുന്ന ഈ ലോഹത്തിന്റെ  സ്വഭാവം മറ്റുള്ള മൂലകങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമാണ് . അണുവിസരണ ശേഷിയുള്ള ഈ മൂലകത്തിന്റെ ഈ സ്വഭാവം കണ്ടെത്തിയത്  ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഹെന്ററി ബെക്യുറൽ ആണ്. യൂറേനിയത്തിന്റെ ഒരു സംയുക്തം അദ്ദേഹം പരീക്ഷണ ശാലയിലെ ഒരു ഫോട്ടോഗ്രാഫിക്  പ്ലേറ്റിന്റെ മുകളിൽ വെച്ചിട്ടുണ്ടായിരുന്നു. കുറച്ചു ദിവസത്തിന് ശേഷം പ്ലേറ്റ് മൂടിക്കെട്ടിയതു പോലെ കാണപ്പെട്ടു. ഇത് യൂറേനിയത്തിൽ നിന്നുള്ള ആണുവിസരണം മൂലമാണെന്ന് കണ്ടെത്തുകയും അതിന്റെ വികിരങ്ങളെ സംബന്ധിച്ച പഠനത്തിന് 1903 ലെ നോബൽ സമ്മാനത്തിന് അർഹനാകുകയും ചെയ്തു. 92 പ്രോട്ടോണുകളും 146 ന്യൂട്രോണുകളും  ഉള്ള യുറേനിയം ആറ്റത്തിന്റെ കേന്ദ്രം അസ്ഥിരമാണ്. സ്ഥിരത കൈവരിക്കാൻ വേണ്ടി ആൽഫ കണങ്ങൾ കേന്ദ്രത്തിൽ നിന്നും ഉത്സർജ്ജിക്കുകയും ഭാരം കുറഞ്ഞ മറ്റു മൂലകങ്ങളായി മാറി അവസാനം ഈയത്തിൽ അവസാനിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. 

ലഭ്യത 

പ്രകൃതിയിൽ യുറേനിയം -238 (99.2739–99.2752%), യുറേനിയം -235 (0.7198–0.7202%), വളരെ ചെറിയ അളവിൽ യുറേനിയം -234 (0.0050–0.0059%) എന്നിങ്ങനെ ഐസോടോപ്പുകൾ  കാണപ്പെടുന്നു. ആൽഫ കണിക പുറപ്പെടുവിച്ച് യുറേനിയം സാവധാനം ക്ഷയിക്കുന്നു. യുറേനിയം -238 ന്റെ അർദ്ധായുസ്സ് ഏകദേശം 4.5 ബില്യൺ വർഷവും യുറേനിയം -235 ന്റെ ആയുസ്സ് 704 ദശലക്ഷം വർഷവുമാണ്. 

ലോഹ സംസ്കരണം

അസംസ്കൃത അയിരിൽ നിന്ന് യുറേനിയം വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ് യുറേനിയം ലീച്ചിംഗ്. യുറേനിയം ഖനികളിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്ന അസംസ്‌കൃത  അയിരിനെ ആസിഡ് അല്ലെങ്കിൽ ആൽക്കലി ലായനിയിൽ ലയിപ്പിച്ചെടുക്കുന്നു. ഈ ലായനിയിൽ നിന്നും യുറേനിയം സോൾവെന്റ്  എക്സ്ട്രാക്ഷൻ അല്ലെങ്കിൽ അയോൺ എക്സ്ചേഞ്ച് പ്രക്രിയയിലൂടെ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നു. ഇതിൽ അമോണിയ ലായനി ഒഴിച്ച്‌  ലഭിക്കുന്ന (NH₄)2U₂O₇ ചൂടാക്കി (500 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ്) യുറേനിയം ഓക്‌സൈഡ് ആക്കി മാറ്റുന്നു. യുറേനിയം ഓക്‌സൈഡിൽ നിന്ന് ഫ്ലൂറിനേഷൻ പ്രക്രിയ വഴിയാണ്  യുറേനിയം ലോഹം വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നത്. 

ഉപയോഗം 

യുറേനിയം – ലോകത്തിന്റെ ഗതി മാറ്റിയ ലോഹം : പക്ഷേ തുടക്കത്തിൽ വലിയ പ്രാധാന്യമൊന്നും അർഹിക്കാത്ത ഒരു മൂലകമായിരുന്ന യൂറേനിയത്തിന് രാജകീയ പരിവേഷം ലഭിച്ചത്  ഓട്ടോ ഹാൻ , ലിസ് മെയ്‌റ്റ്നർ തുടങ്ങിയ ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണ്ടെത്തിയ അണു വിഭജന പ്രക്രിയയോട് കൂടിയാണ്. യൂറേനിയത്തിന്റെ ഐസോടോപ് ആയ U-235 നു ഇത്തരത്തിലുള്ള അണുവിഭജന ശേഷിയുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തിയതോടെ യൂറേനിയത്തിന്റെ നല്ല കാലവും മനുഷ്യ കുലത്തിന്റെ  നാശവും ആരംഭിച്ചു.

അമേരിക്കൻ ഐക്യനാടുകളുടെ പ്രസിഡന്റ് ആയ ഫ്രാങ്ക്‌ളിൻ ഡി റൂസ്‌വെൽട്ട് ആരംഭിച്ച, റോബർട്ട് ഒപ്പെൻഹെയ്‌മേർ നേതൃത്വം കൊടുത്ത മാൻഹാട്ടൻ പദ്ധതിയിലൂടെ ലോകത്തെ ആദ്യത്തെ ആണവബോംബ് ‘ ദിലിറ്റിൽ ബോയ് ‘എന്ന 3 മീറ്റർ നീളവും 1 മീറ്റർ വ്യാസവും 4400 കിലോഗ്രാം ഭാരവും ഉള്ള നാശത്തിന്റെ സൃഷ്ടി ജനിച്ചു. രണ്ടാം  ലോക മഹായുദ്ധാവസാനം 1945 ആഗസ്ത് 6 ന് ഹിരോഷിമയിൽ ഏകദേശം 66000 മനുഷ്യ ജീവനുകളെയാണ് ഇത് കവർന്നെടുത്. ഇന്നും ലക്ഷങ്ങൾ ഇതിന്റെ ദുരിതം പേറി ജീവിക്കുന്നു. 

യുറേനിയം മൂലകം നാശത്തിനു മാത്രമല്ല ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഇതേ ആറ്റത്തിന്റെ ശക്തി തന്നെയാണ് ആണവ വൈദ്യുത നിലയങ്ങളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. നിയന്ത്രിത അണു വിഭജനത്തിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന താപോർജം വൈദ്യുതോർജമാക്കി മാറ്റുകയാണ് ആണവ നിലയങ്ങളിൽ ചെയ്യുന്നത്.  1951 ൽ വെറും നാലു ബൾബുകൾ മാത്രം കത്തിച്ചു കൊണ്ട് തുടങ്ങിയ ആണവ വൈദ്യുതി ഇന്ന് ലോകത്തിലെ 11.5% ആവശ്യം നിറവേറ്റുന്നുണ്ട്. 

സെറാമിക് പാത്രങ്ങൾക്കു നിറം നൽകാൻ പുരാതന റോമാക്കാർ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നതായി തെളിവുകൾ ലഭിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഫോട്ടോഗ്രാഫിയിൽ നിറം ചേർക്കാനും യുറാനിയം ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.

നിങ്ങൾക്കറിയാമോ …

• ഹിരോഷിമയെ നശിപ്പിച്ച “ലിറ്റിൽ ബോയ്” ബോംബിലെ യുറേനിയത്തിന്റെ 1.38 ശതമാനം മാത്രമാണ് ഫിഷന് വിധേയമായതെന്ന് ആറ്റോമിക് ഹെറിറ്റേജ് ഫൗണ്ടേഷൻ പറയുന്നു. മൊത്തം 140 പൗണ്ട് (64 കിലോഗ്രാം) യുറേനിയം ബോംബിലുണ്ടായിരുന്നു.
• “ലിറ്റിൽ ബോയ്” ബോംബ് ഹിരോഷിമയ്ക്ക് മുകളിൽ 509 മീറ്റർ ഉയരത്തിൽ പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും  7 കിലോമീറ്റർ ചുറ്റളവിൽ ഉള്ളതിനെ എല്ലാം നശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു .
• യുറേനിയം -238 ന്റെ അർദ്ധായുസ്സ് 4.5 ബില്യൺ വർഷമാണ്. ഇത് റേഡിയം -226 ആയി ക്ഷയിക്കുകയും അത് വീണ്ടും റാഡൺ -222 ആയി ക്ഷയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. റാഡൺ -222 പോളോണിയം -210 ആയി മാറുന്നു, ഇത് ഒടുവിൽ സ്ഥിരതയുള്ള മൂലകമായ ലെഡിൽ അവസാനിക്കുന്നു.
• പോളോണിയം, റേഡിയം തുടങ്ങിയ  കൂടുതൽ റേഡിയോ ആക്ടീവ് ആയ മൂലകങ്ങൾ കണ്ടെത്താനുള്ള ഗവേഷണം നടത്തവേ യുറേനിയം കൈകാര്യം ചെയ്തിരുന്ന മേരി  ക്യൂറി, അവരുടെ ലബോറട്ടറിയിൽ വച്ച് നിരന്തരമായ ആണവ വികിരണത്തിനു വിധേയയായി. അതിനെത്തുടർന്ന് അസ്ഥിമജ്ജയ്ക്ക് ചുവന്ന രക്താണുക്കളെ സൃഷ്ടിക്കാനുള്ള ശേഷി കുറഞ്ഞുവന്നു. ഇതിന്റെ ഫലമായി ഉണ്ടാകുന്ന അപ്ലാസ്റ്റിക് അനീമിയ മൂലം  1934 ൽ അവർ അന്തരിക്കുകയും ചെയ്തു. 
• യുറേനിയം ഗ്ലാസ് കളർ ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇത് കണ്ണുകൾക്ക് കാണാൻ കഴിയാത്ത അൾട്രാവയലറ്റ് വെളിച്ചത്തിൽ പച്ചകലർന്ന മഞ്ഞനിറത്തിൽ തിളങ്ങുന്നു . ഇത്  റേഡിയോ ആക്റ്റിവിറ്റി കാരണം അല്ല, ഗ്ലാസിലെ യുറാനൈൽ സംയുക്തം അൾട്രാ വയലറ്റ് ലൈറ്റ് മൂലം ഫ്ലൂറസെൻസിന് വിധേയമാകുന്നതിനാലാണ്.
• ഖര  യുറേനിയം ഓക്സൈഡാണ് യെല്ലോകേക്ക്. സമ്പുഷ്‌ടീകരണത്തിനു  മുമ്പ് യുറേനിയം സാധാരണയായി നിൽക്കുന്ന രൂപമാണിത്.
• വേൾഡ് ന്യൂക്ലിയർ അസോസിയേഷന്റെ കണക്കു പ്രകാരം  20 രാജ്യങ്ങളിൽ യുറേനിയം ഖനനം ചെയ്യുന്നു, പകുതിയിലധികം കാനഡ, കസാക്കിസ്ഥാൻ, ഓസ്‌ട്രേലിയ, നൈജർ, റഷ്യ, നമീബിയ എന്നിവിടങ്ങളിൽ നിന്നാണ് വരുന്നത്. 

Happy

5 100 %

Sad

0 0 %

Excited

0 0 %

Sleepy

0 0 %

Angry

0 0 %

Surprise

0 0 %