अणुकेंद्रीय विद्युत् घटमाला : काही अणुकेंद्रांतून उत्सर्जित होणाऱ्या म्हणजे वेगाने बाहेर पडत असलेल्या कणांच्या ऊर्जेचे विद्युत् ऊर्जेमध्ये रूपांतर करणारे साधन. अशा घटांचे उच्च विद्युत् दाब उत्पन्न करणारे व अल्प विद्युत् दाब उत्पन्न करणारे असे दोन प्रकार आहेत.

उच्च दाबाचा ट्रिटियम घट : या जातीचा घट आ. १ मध्ये दाखविला आहे. या घटाचे भांडे निकेलाचे असते. त्यामध्ये झिर्कोनियमाच्या पातळ पत्र्याचे एक गोल कडे टांगलेले असते. हे कडे टांगण्याकरिता एक काचेची नळी वरून आत सोडलेली असते. याच नळीच्या द्वारे घटाचे भांडे निर्वात करतात.

झिर्कोनियमाच्या कड्यामध्ये ट्रिटियम वायू शोषविलेला असतो. या वायूमधून शुद्ध बीटा कण सतत बाहेर पडत असतात. हे कण म्हणजे इलेक्ट्रॉनच असतात. ट्रिटियम वायूऐवजी स्ट्राँशिगम (९०) किंवा क्रिप्टॉन (८५) यांचाही बीटा कण मिळविण्यासाठी उपयोग करतात. घटाच्या भांड्याच्या आतल्या बाजूवर कार्बनाचा थर चढवलेला असतो. झिर्कोनियमाच्या कड्यातून निघणारे बीटा कण कार्बनाच्या भागावर जमा होतात त्यामुळे घटाचे भांडे ऋणाग्र व झिर्कोनियमाचे कडे धनाग्र होते. घटाचे भांडे काचेचे घट्ट झाकण बसवून निर्वात केलेले असते.  आ.१ ट्रिटियम घट. (१) निकेलाचे भांडे, (२) घन विद्युत् अग्र, (३) काचेची नळी, (४) ऋण विद्युत्अग्र, (५) काचेचे घट्ट झाकण.या जातीच्या एका प्रकारच्या घटाच्या विद्युत् दाब साधारणतः ५०० व्होल्ट असतो, परंतु प्रवाह १५० मायक्रोमायक्रो (१०-१२) अँपिअर इतका थोडा असतो. या घटाचा मुख्य उपयोग भारित धारित्राचा (विद्युत् ऊर्जा साठविणाऱ्या साधनाचा) दाब कायम ठेवण्यासाठी करतात. हा घट वजनाने फार हलका व आकाराने अगदी लहान असल्याने अवकाशयानात याचा चांगला उपयोग होतो. ट्रिटियमामधून निघणाऱ्या बीटा कणांचा प्रवाह हळूहळू कमी होत जातो व बारा वर्षांनंतर त्याची घनता ५०% कमी होते. घटाकरिता निकेलाचा जाड पत्रा वापरल्याने उत्सर्जित बीटा कण घटाच्या बाहेर जात नाहीत व जवळपासच्या माणसांना त्यांचा उपद्रव होत नाही.

अल्प दाबाचा तपयुग्म घट : दोन निरनिराळ्या धातूंच्या तारांचे दोन सांधे निरनिराळ्या तपमानास (एक उच्च व दुसरा नीच) ठेवले असता त्यांत विद्युत् दाब निर्माण होतो, अशा साधनास तपयुग्म म्हणतात. या घटामध्ये किरणोत्सर्गामुळे (अणुकेंद्र आपोआप फुटून त्यातून कण किंवा किरण बाहेर पडणाच्या क्रियेमुळे) उत्पन्न होणाऱ्या उष्णतेचा उपयोग करण्यात येतो.  आ.२ तपयुग्मी अणुकेंद्र घटमाला. (१) पोलोनियम (२१०) चा गोल, (२) तपयुग्मे, (३) उष्णता निरोधक, (४) ॲल्युमिनियमाचे भांडे.या जातीच्या घट आ. २ मध्ये दाखविला आहे. या घटाकरिता ॲल्युमिनियमाचे भांडे वापरतात. उष्णता पुरविण्यासाठी किरणोत्सर्गी पोलोनियम (२१०) चा लहानसा गोल वापरतात. हा गोल भांड्याच्या मध्यभागी ठेवून भांड्यामध्ये उष्णता निरोधक पदार्थ भरतात. विद्युत् प्रवाह उत्पन्न करण्यासाठी क्रोमेल व कॉन्स्टन्टन या दोन मिश्रधातूंच्या तारा जोडून तयार केलेले सहा-सात तपयुग्म घटक एकसरीत जोडून वापरतात. या तपयुग्मांच्या एका बाजूकडील जोड (सांधा) पोलोनियमाच्या अगदी जवळ बसवतात व दुसऱ्याबाजूकडील जोड घटाच्या भांड्याच्या बाहेर ठेवतात. तपयुग्मांच्या दोन्हीकडील जोडांमध्ये ७८ से. इतका तपमान फरक असेल तर प्रत्येक जोडातून ६ मिलिव्होल्ट विद्युत् दाब मिळतो. अशा घटमालेचे वजन ३० ते ४० ग्रॅम असते. या घटमालेतून मिळणारी विद्युत् शक्ती हळूहळू कमी होत जाते व ती १३८ दिवसांनंतर ५०% कमी होते.

वायु-आयन जातीच्या अणुकेंद्रीय विद्युत् घट :हा घट आ. ३ मध्ये दाखविला आहे. यामध्ये ट्रिटियम वायू शोषविलेली लेडडायऑक्साइडाची पट्टी व मॅग्नेशियमाची पट्टी या एकमेकांच्या अगदी जवळ ठेवलेल्या असतात. त्यामुळे दोन्ही पट्ट्यांमध्ये विद्युत् क्षेत्र उत्पन्न होते घटाच्या भांड्यामध्ये आर्‌गॉन वायू दाबून भरलेला असतो. 

ट्रिटियमामधून उत्सर्जित होणाऱ्या इलेक्ट्रॉनांमुळे पट्ट्यांच्या मधल्या भागात असलेल्या आर्‌गॉन वायूचे आयनीकरण (अणू वा रेणू विद्युत् भारित होणे) होते व दोन्ही पट्ट्यांमध्ये विद्युत् दाब उत्पन्न होतो. या घटाचा विद्युत् दाब १·५ व्होल्ट असतो व त्यातून मिळणारा प्रवाह १·६ ×१०-९ अँपिअरापर्यंत असतो.

आ. ३. वायु-आयन जातीचा अणुकेंद्रीय विद्युत् घट. (१) धन विद्युत् अग्न, (२) ऋण विद्युत् अग्न, (३) आऱ्गॉन वायू, (४) भांडे.

उत्स्फुल्लिंगी प्रकाशविद्युत् घट : या जातीच्या घटामध्ये किरणोत्सर्गी द्रव्यामधून निघणाऱ्या बीटा कणांद्वारे मिळणाऱ्या ऊर्जेचे उत्स्फुल्लिंगी (चमकणाऱ्या) पदार्थांच्या साहाय्याने प्रकाश ऊर्जेत रूपांतर करण्यात येते व नंतर या प्रकाश ऊर्जेचे प्रकाशविद्युत् घटाद्वारे विद्युत् ऊर्जेत रूपांतर होते. यामध्ये प्रकाश ऊर्जा उत्पन्न करण्यासाठी प्रोमेथियम (१४७) या किरणोत्सर्गी समस्थानिकाचा (अणुक्रमांक तोच पण अणुभार भिन्न असलेला त्याच मूलद्रव्याचा प्रकार) ऑक्साइड आणि एखादे उत्स्फुल्लिंगी संयुग (उदा., कॅडमियम सल्फाइड किंवा कॅडमियम व झिंक सल्फाइड यांचे मिश्रण) यांच्यापासून तयार केलेली एक पातळ चकती वापरतात व तिच्या दोन्ही बाजूंस प्रकाशविद्युत् घट बसवतात. मधल्या उत्स्फुल्लिंगी चकतीभोवती पारदर्शक पॉलिस्टायरीन प्लॅस्टिकाचे वेष्टन बसवतात. त्यामुळे चकतीमधून निघणारे बीटा कण बाहेर येत नाहीत व प्रकाशविद्युत् घटाला व घटाजवळ काम करणाऱ्या माणसांना त्यांचा उपद्रव होत नाही. उत्स्फुल्लिंगकातून निघालेली व पारदर्शक पॉलिस्टायरीनामधून बाहेर येणारी प्रकाश ऊर्जा प्रकाशविद्युत् घटामध्ये शिरते. तेथे तिचे विद्युत् ऊर्जेमध्ये रूपांतर होते. या घटाची अर्धी आयुष्य-मर्यादा २·६ वर्षे असते. या घटाच्या विद्युत् दाब १ व्होल्ट असतो. व त्यापासून २०×१०-१६ अँपिअरापर्यंत प्रवाह मिळू शकतो. बाहेरच्या हवेचे तपमान कमी करीत गेल्यास या घटाची शक्ती वाढत जाते व -७३से. तपमानावर ती १·७ पट होते. तपमान वाढवीत गेले तर घटाची शक्ती कमी होत जाते. या घटामधून मनुष्याला अपाय करणारे गॅमा किरण उत्सर्जित होतात म्हणून हा घट टंगस्टनाच्या मिश्रधातूच्या पेटीमध्ये बंद करून ठेवतात. हा ९०० से. तपमानावर दीर्घकाल सुस्थितीत ठेवता येतो. या घटाचा आकार लहान असतो व वजनही अगदी थोडे असते. त्याची शक्ती त्याच वजनाच्या सामान्य रासायनिक विद्युत् घटाच्या सहापट असते, त्यामुळे हा घट अवकाशयानात विशेष उपयोगी पडतो.

संदर्भ : Etherington, H. Nuclear Engineering Handbook, New York, 1958.

ओक, वा. रा.

Close Menu
Skip to content