సూర్యుడు నిరంతరం మండాలంటే ఆక్సిజన్‌ చాలా కావాలా?

సూర్యుడు నిరంతరం మండాలంటే ఆక్సిజన్‌ చాలా కావాలా?

Share ఎ. రామచంద్రయ్య   Wed, 3 Feb 2010, IST  

ప్రొ|| ఎ. రామచంద్రయ్య
శాస్త్ర ప్రచార విభాగం
జన విజ్ఞాన వేదిక

సూర్యుని ఉపరితలంపై ఆక్సిజన్‌ ఉందా? నిరంతరం మండాలంటే భారీస్థాయిలో ఆక్సిజన్‌ ఖర్చువుతుంది కదా!
- పి. ఆమని, గాంధీనగర్‌, హైదరాబాద్‌.

తెల్లనివన్నీ పాలు కానట్టే మండేవన్నీ ఆక్సిజన్‌తో మండే మంటలు కావు. అలాగని 'ఆకలి మంటలు' ఒక ఉదాహరణగా చెప్పడం లేదు. అధికవేడిని ఇచ్చే పాదార్థిక ప్రక్రియలకు సంబంధించిన మంటల గురించే మాట్లాడుతున్నాను. ఉదాహరణకు అగ్నిపర్వతాలు పేలి లావాలాగా వెలికి వచ్చే నిప్పులాంటి ఎర్రని మంట ఆక్సిజన్‌తో ఏదో ఇంధనం కలిసి మండడం వల్ల వచ్చింది కాదు. అలాగే సూర్యుడు, తదితర నక్షత్రాలలోంచి వచ్చే జ్వాలలు, మంటలు, సెగలు మనం ఇంధనాల్ని మండిస్తే ఏర్పడే మంటల్లాంటివి కావు. పల్లెటూరి పేదవాళ్ల ఇళ్ళల్లోనూ, దిక్కూమొక్కూ లేని చెట్ల కింద కాపురాలు పెట్టే అనాథల లోగిళ్ళలోనూ రాళ్లపొయ్యల్లో మండే కర్రల మంటలు ఆక్సిజన్‌తో కలిసి మండుతాయి. ఆ కర్రల్లోని సెల్యులోజ్‌ అనే పీచుపదార్థము, తదితర ఇంధనతత్వపు పదార్థాలు గాలిలోని ఆక్సిజన్‌తో కలిసి మండుతాయి. ప్రధానంగా ఇందులో సెల్యులోజ్‌,(-CH2O-)n, అనే రసాయనిక ధాతువు గాలిలోని ఆక్సిజన్‌ (O2) తో మండినపుడు కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌, నీటి ఆవిరితో పాటు అమితమైన ఉష్ణం(exothermic heat energy) బయటపడుతుంది. ఈ వేడితోనే వంట ఉడుకుతుంది. ఈ వేడి వల్లనే పాక్షికంగా మండిన ఇంధనరేణువులు వెలుగును, జ్వాలను, పొగను ఏర్పరుస్తాయి.

మధ్యతరగతి ఇళ్లల్లోనూ, సంపన్నుల వంటగదుల్లోనూ సిలిండర్‌లలో ఉన్న LPG (Liquified Petroleum gas) ను వాడతారు. ఇది ఒక పద్ధతి ప్రకారంగా స్టవ్‌లోని బర్నర్‌ వద్దకు గాలిలోని ఆక్సిజన్‌తో కలిసి మిశ్రమంగా వస్తుంది. అక్కడ ఉన్న మంటవల్ల మండుతుంది. మంటను నిలబెడ్తుంది. ఇక్కడ ప్రోపేన్‌ (C3H8) అనే వాయువు గాలిలోని ఆక్సిజన్‌తో కలిసి మండడం వల్ల కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌, నీటి ఆవిరితోపాటు అమితమైన ఉష్ణం విడుదల అవుతుంది. ఆ వేడివల్లే అన్నం, కూరలు ఉడుకుతాయి.
ఉష్ణ విద్యుత్కేంద్రాల (రామగుండం, విజయవాడ మొదలైనవి) లో సాధారణ బొగ్గు (C)ను ఇంధనంగా వాడతారు. ఆ మంటలో కూడా గాలిలోని ఆక్సిజన్‌నే వినియోగిస్తారు. కానీ అగ్నిపర్వతాల వేడి, అగ్నిపర్వతాల అగ్ని ఆక్సిజన్‌తో ఏదో ఇంధనం కలిసి మండితే ఏర్పడింది కాదు. భూమి పైపొరల వత్తిడి వల్ల లోపలున్న పదార్థాలు కరిగిపోయి అధికవేడితో నెర్రెల ద్వారా చిమ్ముకొన్న లావా అది. అత్యధిక వేడిగా ఉన్న ఏ వస్తువయినా కాంతిని ఇస్తుంది. దీనిని క్వాంటం సిద్ధాంతం సవివరంగా తెలియజేస్తోంది.

మరి ఇక సూర్యుని వెలుగు విషయానికి వద్దాం. సూర్యుడు భూమికన్నా కొన్ని వందల రెట్లు పెద్దగా ఉన్నా అందులో ఉన్నదంతా వాయువులే. అందులో ప్రధానంగా తేలికైన హైడ్రోజన్‌ (H) వాయు పరమాణువులు, హీలియం (He) వాయు పరమాణు వులు ఉన్నాయి. ఆక్సిజన్‌ వంటి వాయువులు ఈషణ్మాత్రం కూడా అక్కడ ఉండలేవు. ప్రతి సెకనుకు దాదాపు 50 కోట్ల టన్నుల (50000 కోట్ల కిలోగ్రాములు) బరువున్న హైడ్రోజన్‌ పరమాణువులు తమ హైడ్రోజన్‌ గుణాన్ని మార్చుకుని హీలియం పరమాణువులుగా మారుతున్నాయి. ఈ ప్రక్రియలో కొంత ద్రవ్యరాశి తరుగుదల ఉంటుంది. అంటే ప్రతి హీలియం పరమాణువు ఏర్పడడంలో 4 హైడ్రోజన్‌ పరమాణువులు ఖర్చవుతాయి. అయితే హైడ్రోజన్‌ పరమాణువుల ద్రవ్యరాశి కన్నా ఒక హీలియం పరమాణువు ద్రవ్యరాశి కొంచెం తక్కువ. ఆ తరుగుదలకు లోనైన ద్రవ్యరాశి m అయితే అది E=mc2 సూత్రం ప్రకారం E అనే శక్తిగా మారుతుంది. ఇక్కడ ష అంటే కాంతివేగం (సెకనుకు మూడులక్షల కిలోమీటర్లు). దాదాపు 600 కోట్ల సంవత్సరాల క్రితం ఈ పాలపుంత గెలాక్సీలో ఉద్భవించిన సూర్యగోళంలో ఇపుడు సుమారు 75 శాతం హైడ్రోజన్‌, 25 శాతం హీలియం వాయువులు ఉన్నాయి.

ఇలా చిన్న పరమాణు కేంద్రకాలు కలిసి ఒక పెద్ద పరమాణు కేంద్రకంగా మారడాన్ని కేంద్రకసంలీన చర్య (nuclear fusion) అంటారు. ఇక్కడ అపరిమి తంగా వేడి E=mc2 సూత్రం ప్రకారం పుట్టడం వల్ల (ద్రవ్యరాశి పతనమై) ఆ వేడికి అక్కడున్న హైడ్రోజన్‌, హీలియం వాయు శకలాలు వెలుగును ఇస్తాయి. ఆ వెలుగే సూర్యతేజము. ఆ వెలుగే మనల్ని ఈ 'ప్రజాశక్తి' పేపరును పగటిపూట చదవనిస్తోంది. చాలా ఇంధనాలు కూడా ఆ వెలుగులోనే కిరణజన్య సంయోగక్రియ (photosynthesis) ద్వారా ఏర్పడినవే! అందువల్లే అన్ని ఇంధనాలకు తుట్ట తుదకు సూర్యరశ్మి కారణం అంటారు. అయితే యురేనియం, ప్లుటోనియం, థోరి యం వంటి అణుశక్తి సాధనాలలోని శక్తికి, భూగర్భ ఉష్ణశక్తి (geothermal energy) కి సూర్యరశ్మి కారణం కాదు. అవి స్వతహాగా భూమిలోని భౌతిక రసాయనిక మార్పులవల్ల ఏర్పడి నవి. మన తారాపూర్‌, కల్పాకం వంటి అణువిద్యుత్‌ కేంద్రాలలో విడుదలయ్యే శక్తికి కూడా ఆక్సిజన్‌తో సంబంధం ఏమీ లేదు. ఇక్కడ యురేనియం (U) వంటి పెద్ద పరమాణు కేంద్రకాలు పగిలిపోయి చిన్న పరమాణు కేంద్రకాలు (బేరియం, Ba క్రిప్టాన్‌, Kr) గా మారతాయి. ఇలా పెద్ద పరమాణు కేంద్రకాలు, చిన్నవి కావడాన్ని కేంద్రక విచ్ఛిత్తి(nuclear fission) అంటారు. ఈ ప్రక్రియల్లో కూడా జుొఎష2 సూత్రం ప్రకారం అపరిమితమైన శక్తి విడుదలవు తుంది. ఇక్కడ కూడా యురేనియం పరమాణువు కన్నా దాని నుంచి వచ్చిన బేరియం, క్రిప్టాన్‌ పరమాణువుల మొత్తం ద్రవ్యరాశి ఎక్కువ. ఈ ప్రక్రియలో తరిగిపోయిన ద్రవ్యరాశే శక్తిగా మారిందన్న మాట.

ఈ శక్తినే అణువిద్యుత్కేంద్రాలు వినియోగించుకొని నీటిని ఆవిరి చేయడం ద్వారా విద్యుత్‌ జనరేటర్ల నుంచి విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తారు. ప్రగతికాముక శక్తులు అభీష్టానికి వ్యతిరేకంగా మన దేశం అమెరికా తదితర దేశాలతో ఏర్పర్చుకున్న అణు ఒప్పందం ఈ ప్రక్రియలో వాడే యురేనియం ఇంధన సరఫరాకు సంబంధించినదే! అయితే అందులో ఉన్న లొసుగులు, అమె రికా ఆంక్షలు మన సారభౌమత్వానికి భంగకరంగా ఉన్నాయి. ఈ యురేనియం, ఫ్లూటోనియంలో ఉన్న కేంద్రక విచ్ఛిత్తి శక్తి ద్వారానే జపాన్‌ దేశపు హిరోషిమా (ఆగస్టు 6, 1945), నాగసాకి (ఆగస్టు 9, 1945) నగరాల్ని అణుబాంబుల దాడిలో అమెరికా అతలాకుతలం చేసి లక్షలాది అమాయక ప్రజల ప్రాణాలను పొట్టనపెట్టుకొంది.