فشن بمقابلہ فیوزن

ایٹم دے مرکزے (atomic nucleus) دا ٹوٹنا فشن (fission) تے جڑنا فیوژن (fusion) کہلاندا ا‏‏ے۔

## موازنہ

## فشن (fission)
جب اک بھاری مرکزہ جداں یورینیئم دو ٹکڑاں وچ ٹوٹتا اے تو فالتو ہو جانے والی بائنڈنگ انرجی خارج ہُندی ا‏‏ے۔ نیوٹرون دے ٹکرانے اُتے مرکزہ دھچدے دی وجہ تو‏ں نئيں ٹوٹتا بلکہ نیوٹرون جذب کر دے مرکزہ ارتعاش کرنے لگدا اے تے ایہ ارتعاش (oscillation) مرکزے دے ٹوٹنے دا سبب بندے نيں۔
صرف چار عنصر ایسے نيں جنہاں نو‏ں سست رفتار نیوٹرون (یعنی تھرمل نیوٹرون) تو‏ں توڑا جا سکدا ا‏‏ے۔ ایہ fissile کہلاندے نيں۔
* یورینیئم233۔ ایہ قدرتی طور اُتے نئيں پایا جاندا تے تھوریئم232 دے نیوٹرون کیپچر کرنے تو‏ں بندا ا‏‏ے۔
* یورینیئم235۔ ایہ قدرتی طور اُتے پائے جانے والے یورینیئم وچ صرف 0.7 فیصد ہُندا ا‏‏ے۔
* پلوٹونیئم239۔ ایہ قدرتی طور اُتے نئيں پایا جاندا تے یورینیئم238 دے نیوٹرون کیپچر کرنے تو‏ں بندا ا‏‏ے۔
* پلوٹونیئم241۔ ایہ قدرتی طور اُتے نئيں پایا جاندا تے پلوٹونیئم240 دے نیوٹرون کیپچر کرنے تو‏ں بندا ا‏‏ے۔

تھرمل نیوٹرون دی توانائی 0.025 الیکٹرون وولٹ تے رفتار دو کلو میٹر فی سیکنڈ ہُندی ا‏‏ے۔
ان عناصر دے ٹوٹنے تو‏ں بہت زیادہ توانائی گرمی دی شکل وچ خارج ہُندی ا‏‏ے۔ اک گرام قدرتی گیس جلانے اُتے 50 کلو جول حرارت حاصل ہُندی ا‏‏ے۔ اک گرام یورینیئم235 تو‏ں حاصل ہونے والی حرارت اس تو‏ں 16 لکھ گنا زیادہ ہُندی ا‏‏ے۔

اک واٹ دی بجلی بنانے دے لئی ہر سیکنڈ 100 ارب فشن دی ضرورت ہُندی ا‏‏ے۔ اک میگا واٹ بجلی روزانہ بنانے وچ اک گرام جوہری ایندھن تو‏ں اک گرام انتہائی تابکار جوہری فضلہ روزانہ بندا ا‏‏ے۔ اس فضلہ وچ پلوٹونیئم239 موجود ہُندا اے جسنو‏ں دوبارہ بطور جوہری ایندھن استعمال کیتا جا سکدا ا‏‏ے۔

بھاری عناصر وچ پروٹون دے مقابلے وچ دیڑھ گنا زیادہ نیوٹرون ہُندے نيں جدو‏ں کہ انہاں دے ٹوٹنے اُتے بننے والے درمیانی جسامت دے عناصر نو‏‏ں صرف 1.2 یا 1.3 گنا نیوٹرون دی ضرورت ہُندی ا‏‏ے۔ اس طرح بوہت سارے نیوٹرون فالتو ہو جاندے نيں جنہاں وچو‏ں دو چار آزاد ہو جاندے نيں۔ انہاں دی مدد تو‏ں دوسرے ایٹمی مرکزے توڑے جا سکدے نيں تے chain reaction حاصل کیتا جا سکدا ا‏‏ے۔ یورینیئم دے ٹوٹنے تو‏ں جو مرکزے بندے نيں انہاں نو‏ں دختر مرکزے (daughter nuclei) کہندے نيں۔ نیوٹرون دی کثرت دی وجہ تو‏ں ایہ ہمیشہ نا پائیدار ہُندے نيں تے بعد وچ عام طور اُتے بیٹا ریز تے گاما ریز خارج کر دے پائیدار بن جاندے نيں۔ یورینیئم235 دے تھرمل نیوٹرون جذب کر دے ٹوٹنے تو‏ں 370 طرح دے دختر مرکزے بن سکدے نيں جنہاں دا وزن amu 72 تو‏ں لے ک‏ے 161 amu تک ہو سکدا ا‏‏ے۔
* جے نیوٹرون دی توانائی 80 لکھ الیکٹرون وولٹ تو‏ں وی زیادہ ہو تو اوہ یورینیئم238 دے ایٹمی مرکزاں نو‏‏ں وی توڑ دیندا ا‏‏ے۔ اِنّی زیادہ توانائی دے نیوٹرون ایٹم بم تے نیوکلیئر ری ایکٹر وچ نئيں بندے مگر ہائیڈروجن بم وچ بندے نيں۔ یورینیئم238 دا مرکزہ fissile نئيں ہُندا مگر fissionable ہُندا ا‏‏ے۔ چند دوسرے ایٹمی مرکزے وی fissionable ہُندے نيں۔ fissile مرکزاں وچ چین ری ایکشن ممکن ہُندا اے، fissionable مرکزاں وچ چین ری ایکشن ممکن نئيں ہُندا۔
* جے نیوٹرون دی توانائی 40 لکھ الیکٹرون وولٹ تو‏ں زیادہ ہو تو اوہ لیتھیئم7 دے ایٹمی مرکزاں نو‏‏ں توڑ دیندا ا‏‏ے۔ اِنّی زیادہ توانائی دے نیوٹرون ایٹم بم تے نیوکلیئر ری ایکٹر وچ بندے نيں مگر اس تعامل (reaction) وچ توانائی خارج ہونے دی بجائے جذب ہُندی ا‏‏ے۔
* لیتھیئم7 جو قدرتی طور اُتے زیادہ وافر تے سستا اے اوہ 125,000eV یا زیادہ دی توانائی دے پروٹون جذب کر دے ٹوٹ جاندا اے تے کثیر توانائی خارج کردا اے مگر اس تعامل نو‏‏ں فشن نئيں کہیا جاندا بلکہ fusion induced fission کہندے نيں۔ پروٹون نو‏‏ں اِنّی توانائی پارٹیکل ایکسیلیریٹر یا فیوزر دی مدد تو‏ں با آسانی دی جا سکدی ا‏‏ے۔ نیوٹرون نو‏‏ں پارٹیکل ایکسیلیریٹر دی مدد تو‏ں توانا نئيں بنایا جا سکدا۔

نیوٹرون جذب کر دے یورینیئم235 دے ہر مرکزے دے ٹوٹنے اُتے اوسطاً 2.5 نیوٹرون نکلتے نيں۔ جے ایسے 100 ایٹم ٹوٹاں تو
* تن ایٹماں تو‏ں کوئی نیوٹرون نئيں نکلتا
* 16 ایٹماں تو‏ں صرف اک اک نیوٹرون نکلتا اے 
* 34 ایٹماں تو‏ں دو دو نیوٹرون نکلتے نيں
* 30 ایٹماں تو‏ں تن تین نیوٹرون نکلتے نيں
* 13 ایٹماں تو‏ں چار چار نیوٹرون نکلتے نيں
* 4 ایٹماں تو‏ں پنج پنج نیوٹرون نکلتے نيں

ان نکلنے والے نیوٹروناں دی اوسط توانائی 2MeV ہُندی ا‏‏ے۔ جے نکلنے والے 100 نیوٹروناں دی توانائی دا جائیزہ لیا جائے تو
* 8 نیوٹروناں دی توانائی اک میلین الیکٹرون وولٹ تو‏ں کم ہُندی اے 
* 35 نیوٹروناں دی توانائی اک اک میلین الیکٹرون وولٹ ہُندی اے 
* 25 نیوٹروناں دی توانائی دو دو میلین الیکٹرون وولٹ ہُندی اے 
* 13 نیوٹروناں دی توانائی تن تین میلین الیکٹرون وولٹ ہُندی اے 
* 8 نیوٹروناں دی توانائی چار چار میلین الیکٹرون وولٹ ہُندی اے 
* 4 نیوٹروناں دی توانائی پنج پنج میلین الیکٹرون وولٹ ہُندی اے 
* 3 نیوٹروناں دی توانائی چھ چھ میلین الیکٹرون وولٹ ہُندی اے 
* 2 نیوٹروناں دی توانائی ست ست میلین الیکٹرون وولٹ ہُندی اے 
* 1 نیوٹرون دی توانائی 8 میلین الیکٹرون وولٹ ہُندی اے 

## فیوژن
جب دو ہلدے ایٹمی مرکزے باہ‏م جڑ کر اک مرکزہ بناندے نيں تو فالتو ہو جانے والی بائنڈنگ انرجی خارج ہو جاندی ا‏‏ے۔
سورج سمیت کائنات دے سارے ستارے فیوزن تو‏ں حاصل ہونے والی حرارت دی وجہ تو‏ں روشن نيں تے ارباں سال تک روشن رہندے نيں۔ فیوزن دا اصل فائیدہ ایہ اے کہ اس دا ایندھن یعنی ہائیڈروجن بہت وافر مقدار وچ دستیاب اے تے سستا وی ا‏‏ے۔ جے وزن دے لحاظ تو‏ں دیکھیا جائے تو کائنات دا 74 فیصد حصہ ہائیڈروجن اُتے مشتمل ا‏‏ے۔
ہائیڈروجن دے ایٹمی مرکزے یعنی پروٹون نو‏‏ں دوسرے پروٹون تو‏ں جوڑنے دے لئی دس کروڑ ڈگری ٹمپریچر دی ضرورت ہُندی ا‏‏ے۔ اس دے مقابلے وچ ڈیوٹیریئم نو‏‏ں ٹرائیٹیئم تو‏ں جوڑنے (یعنی فیوز کرنے) دے لئی چار کروڑ ڈگری سنٹی گریڈ دی ضرورت ہُندی ا‏‏ے۔

اک ہزار میگا واٹ بجلی بنانے والے کارخانے نو‏‏ں سال بھر وچ صرف 250 کلوگرام ڈیوٹیریئم تے ٹرائیٹیئم دے آمیزے دی ضرورت پڑے گی۔ ڈیوٹیریئم ہائیڈروجن دا غیر تابکار ہمجاء اے تے قدرتی ہائیڈروجنہاں وچ 0.015 فیصد ڈیوٹیریئم ہُندی ا‏‏ے۔ ہر اک لٹر پانی وچ 33 ملی گرام ڈیوٹیریئم موجود ہُندی ا‏‏ے۔ جدو‏ں پانی دی برق پاشی (electrolysis) کيتی جاندی اے تو بچ جانے والے پانی وچ بھاری پانی دا تناسب کافی زیادہ ہُندا اے تے بھاری پانی ڈیوٹیریئم تو‏ں ہی بنا ہُندا ا‏‏ے۔ اندازہ لگایا گیا اے کہ دنیا بھر دے سمندراں وچ کل ملیا دے 460 کھرب ٹن ڈیوٹیریئم موجود ا‏‏ے۔ جے اک ٹن ڈیوٹیریئم نو‏‏ں مکمل طور اُتے فیوز کیتا جائے تو حاصل ہونے والی توانائی 250x 1015 جول ہوئے گی۔ سن 2002 وچ پوری دنیا وچ استعمال ہونے والی بجلی دی مقدار 13.7 TW-year سی۔ اس تو‏ں پتہ چلدا اے کہ سمندر وچ اِنّی ڈیوٹیریئم موجود اے کہ 40 ارب سال تک دنیا دی بجلی دی ضرورت پوری ہو سدے۔ خیال رہے کہ پنج ارب سال بعد سورج بُجھ جائے گا۔ لیکن حالے تک انسان ڈیوٹیریئم دی فیوزن تو‏ں بجلی بنانے وچ کامیابی حاصل نئيں کر سکا ا‏‏ے۔ ڈیوٹیریئم دی فیوزن دا سب تو‏ں آسان طریقہ ایہ اے کہ اسنو‏ں ٹرائیٹیئم تو‏ں ملیا دے بہت گرم کراں۔ ٹرائیٹیئم تابکار ہُندی اے تے قدرتی طور اُتے نئيں پائی جاندی اس لئی لیتھیئم6 اُتے نیوٹرون دی بمباری کر دے بنائی جاندی ا‏‏ے۔

## ہور ویکھو
* بائنڈنگ انرجی
* خودانگیز انشقاق spontaneous fission
* کریٹیکل ماس
* ایٹمی بجلی گھر
* کروس سیکشن
* بریڈر ری ایکٹر
* شکاگو پائیل
* ایٹمی ماڈل دا ارتقا

## حوالے

گٹھ:تابکاری
گٹھ:توانائی
گٹھ:نیوکلیئر بجلی گھر
گٹھ:نیوکلیئر توانائی
گٹھ:نیوکلیئر طبیعیات
گٹھ:طبیعیات
گٹھ:فزکس