എന്തായിരിക്കും ഭാവിയിലെ ഊര്ജ സ്രോതസ്സ്? പെട്രോളിയം ഉല്പ്പന്നങ്ങളും ജലവൈദ്യുത പദ്ധതികളുമൊന്നും ഭാവിയിലെ ഊര്ജാവശ്യങ്ങള് പരിഹരിക്കാന് പര്യാപ്തമാവില്ല. സോളാര്
പാനലുകള്ക്കും വിന്ഡ് മില്ലുകള്ക്കുമൊന്നും ഭാവിയിലെ ഊര്ജ പ്രതിസന്ധി പരിഹരിക്കാന് കഴിയില്ല. പരിസ്ഥിതി പ്രവര്ത്തകരുടെ ഇടപെടല് കാരണം ആണവോര്ജ നിലയങ്ങള്ക്കും അധികം ആയുസ്സുണ്ടാവില്ല. സുരക്ഷിതവും അനായാസം നിര്മിക്കാന് കഴിയുന്നതുമായ ഊര്ജമാണ് നാളെയുടെ ആവശ്യം.
ദ്രവ്യ-പ്രതിദ്രവ്യ റിയാക്ടറുകള് (Matter-Antimatter reactor) ഭാവിയിലെ ഊര്ജ സ്രോതസ്സുകളാണ്. പ്രപഞ്ച ദ്രവ്യമാകെ നിര്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് ആറ്റങ്ങള് കൊണ്ടാണെന്ന് നമുക്കറിയാം.
ആറ്റങ്ങളാകട്ടെ പ്രോട്ടോണ്, ന്യൂട്രോണ്, ഇലക്ട്രോണ് എന്നീ കണങ്ങള് കൊണ്ടും. നിങ്ങളുടെ വിരലിന്റെ നഖം മുതല് നക്ഷത്ര ദ്രവ്യം വരെ നിര്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കന്നത് ഈ കണികകള് കൊണ്ടാണ്. എന്നാല് എന്താണീ പ്രതിദ്രവ്യം? പ്രോട്ടോണിനും ഇലക്ട്രോണിനും വൈദ്യുത ചാര്ജുണ്ട്. പ്രോട്ടോണിന് പോസിറ്റിവ് ചാര്ജാണുള്ളതെങ്കില് ഇലക്ട്രോണിന് നെഗറ്റീവ് ചാര്ജാണ്. ന്യൂട്രോണിന് വൈദ്യുത ചാര്ജില്ല. ഭാരമുള്പ്പടെ പ്രോട്ടോണിന്റെ എല്ലാ
സവിശേഷതകളുമുള്ളതും വൈദ്യുതചാര്ജുമാത്രം വിപരീതവുമായ പ്രതിബിംബത്തെ (Mirror image) പ്രോട്ടോണിന്റെ പ്രതികണിക അല്ലെങ്കില് ആന്റിപ്രോട്ടോണ് എന്നു വിളിക്കാം. ആന്റിപ്രോട്ടോണുകളെപ്പോലെ തന്നെ ആന്റിഇലക്ട്രോണുകളുമുണ്ട്.
പോസിട്രോണുകള് എന്നാണ് പോസിറ്റീവ് ചാര്ജുള്ള ഈ ഇലക്ട്രോണുകളെ വിളിക്കുന്നത്. സാധാരണ കണികകള് ചേര്ന്നു ദ്രവ്യമുണ്ടാകുന്നതുപോലെ പ്രതികണികകള് ചേര്ന്നുണ്ടാകുന്ന ദ്രവ്യമാണ് പ്രതിദ്രവ്യം അഥവാ ആന്റിമാറ്റര്.
ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തില് ചുഴലിക്കൊടുങ്കാറ്റുകളുടെ സാന്നിധ്യം ദ്രവ്യകണികകളുടെ ഊര്ജനിലയില് ഗണ്യമായ വര്ധനവുണ്ടാക്കുമ്പോഴും ഉന്നത ഊര്ജനിലയിലുള്ള കോസ്മിക് കിരണങ്ങള് സാധാരണ ദ്രവ്യകണികകളുമായി സംഘട്ടനത്തിലേര്പ്പെടുമ്പോഴും പ്രതിദ്രവ്യകണികകള് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടും. അതുകൂടാതെ സൂപ്പര്നോവാ സ്ഫോടനങ്ങളിലും ഭീമന് നക്ഷത്രങ്ങളുടെ
അകക്കാമ്പിലും പ്രതിദ്രവ്യം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നുണ്ട്. പ്രതിദ്രവ്യകണികകള് സാധാരണ ദ്രവ്യകണികകളുമായി സമ്പര്ക്കത്തിലാവുമ്പോള് അവ പരസ്പരം നിഗ്രഹിക്കുകയും ഊര്ജമായി രൂപാന്തരപ്പെടുകയും ചെയ്യും, അതിനര്ഥം സൃഷ്ടിയോടൊപ്പം സംഹാരവും നടന്നുകഴിയുമെന്നാണ്.
എന്താണീ പ്രതിദ്രവ്യറിയാക്ടര്? ഒരു സാധാരണ ന്യൂക്ലിയര് റിയാക്ടറില് (Fission reactor) ഉപയോഗിക്കുന്ന ആണവ ഇന്ധനത്തിന്റെ ഒരു ശതമാനത്തില് താഴെ മാത്രമേ ഊര്ജമായി മാറുന്നുള്ളൂ. അതുപോലും എത്രമാത്രം അപാരമാണെന്ന് നമുക്കെല്ലാമറിയാം. എന്നാല് ദ്രവ്യ-പ്രതിദ്രവ്യ സംഘട്ടനത്തില് അവയുടെ ദ്രവ്യം പൂര്ണമായി ഊര്ജമായി മാറുന്നുവെന്ന പ്രത്യേകതയാണ് പ്രതിദ്രവ്യ റിയാക്ടറുകളുടെ സാധ്യതയിലേക്ക് ശാസ്ത്രലോകത്തിന്റെ ശ്രദ്ധ ക്ഷണിക്കുന്നത്. എങ്ങനെയാണ് ആന്റിമാറ്റര് റിയാക്ടര് പ്രവര്ത്തിക്കുന്നതെന്നു നോക്കാം. ഒരു സാധാരണ ന്യൂക്ലിയര് റിയാക്ടറില് ചെയിന് റിയാക്ഷന് നടക്കാന് ആണവ
ഇന്ധനത്തെ ന്യൂട്രോണുകള് കൊണ്ട് ഇടിപ്പിക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. എന്നാല് ആന്റിമാറ്റര് റിയാക്ടറില് ഒരു സാധാരണ ദ്രവ്യത്തെ (അതെന്തുമാകാം, യുറാനിയവും പ്ലൂട്ടോണിയവുമൊന്നും ആവശ്യമില്ല.) പ്രതിദ്രവ്യവുമായി കൂട്ടിയിടിപ്പിക്കുമ്പോള് അവ
പരസ്പരം നിഗ്രഹിച്ച് ഊര്ജോല്പാദനം നടക്കുന്നു. ഈ ഊര്ജം സാധാരണ ന്യൂക്ലിയര് റിയാക്ടറില് നടക്കുന്നതുപോലെ വിവിധ രൂപങ്ങളായി പരിവര്ത്തനം ചെയ്യാം. പ്രതിദ്രവ്യകണങ്ങള്
സാധാരണ ദ്രവ്യവുമായി അനിയന്ത്രിതമായി സമ്പര്ക്കത്തിലാകാതിരിക്കാന് അവയെ ശക്തമായ ഒരു മാഗ്നറ്റിക് ഫീല്ഡിനുള്ളിലാണ് സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നത്.
പറയുമ്പോള് നിസ്സാരമായി തോന്നാമെങ്കിലും ആന്റിമാറ്റര് റിയാക്ടര് യാഥാര്ഥ്യമാകുന്നതിന് നിരവധി കടമ്പകള് കടക്കാനുണ്ട്. ഒന്നാമതായി പ്രതിദ്രവ്യകണികകളുടെ ഉല്പാദനമാണ്. ഒരു നിമിഷാര്ധത്തിനുള്ളില് അപ്രത്യക്ഷമാകുന്ന അവയെ ശേഖരിക്കുക പ്രായോഗികമല്ല. അപ്പോള് അവയെ കൃത്രിമമായി നിര്മിക്കണം. കണികാ ത്വരത്രങ്ങളില് (Particle accelerators) സൂക്ഷ്മ കണികകളെ ഉന്നത ഊര്ജനിലയില് ത്വരണം ചെയ്ത് കൂട്ടിയിടിപ്പിച്ച് പ്രതിദ്രവ്യകണികകള് നിര്മിക്കാന് കഴിയും. നിലവിലെ സാഹചര്യത്തില് ഇത് വളരെ ചെലവേറിയതാണ്. ഇപ്പോഴത്തെ അവസ്ഥയില് ഒരു ഗ്രാം പ്രതിദ്രവ്യം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് 25 ബില്യണ് ഡോളര് എങ്കിലും ആവശ്യമാണ്. നാസയുടെ ശാസ്ത്രജ്ഞര് മറ്റൊരു സാധ്യതയാണ് മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്നത്.
ഭൂമിയുടെ ചുറ്റുമുള്ള കാന്തിക മണ്ഡലം (Magentosphere) പ്രതിദ്രവ്യ കണികകള് കൊണ്ട് സമ്പന്നമാണ്. സ്പേസ് ക്രാഫ്റ്റുകള് ഉപയോഗിച്ച് അവിടെ നിന്നും പ്രതിദ്രവ്യകണികകള്
ശേഖരിക്കുകയും കൃത്രിമമായി നിര്മിച്ച ഒരു കാന്തിക വലയത്തിനുള്ളില് സംരക്ഷിച്ച് ഭൂമിയിലെത്തിക്കുകയുമാണ് ഈ രീതി. സങ്കീര്ണമെന്നു തോന്നാമെങ്കിലും കണികാ ത്വരത്രങ്ങളില്
കൃത്രിമമായി പ്രതിദ്രവ്യമുണ്ടാക്കുന്നതിലും ചെലവു കുറവാണ് ഈ രീതിയ്ക്ക്.
ഭാവിയിലെ ഏറ്റവും സുരക്ഷിതമായ ഊര്ജസ്രോതസ്സായിരിക്കും ആന്റിമാറ്റര് റിയാക്ടറുകള്, ദ്രവ്യം പൂര്ണമായി ഊര്ജമായി മാറുന്നതുകൊണ്ട് കുറഞ്ഞ ചെലവില് കൂടുതല് ഊര്ജം ദീര്ഘകാലത്തേക്ക് ലഭ്യമാക്കാന് ഇതുകൊണ്ട്
സാധിക്കും. ഹാനികരമായ വികിരണങ്ങള് ഉണ്ടാകാത്തതുകൊണ്ട് പരിസ്ഥിതിയ്ക്കും ക്ഷീണമില്ല. യുറാനിയം പോലെയുള്ള
വിലയേറിയതും റേഡിയോ ആക്ടീവതയുമുള്ള ഇന്ധനങ്ങളുടെ ആവശ്യവുമില്ല. സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ പരിമിതിയാണ് ഇപ്പോള് നേരിടുന്ന ഭാരിച്ച ചെലവിനു കാരണം. വികാസം പ്രാപിച്ച നാളത്തെ ടെക്നോളജിയില് ഏറ്റവും ചെലവു കുറഞ്ഞ രീതിയില് പ്രതിദ്രവ്യം നിര്മിക്കാന് കഴിയും.
ഇന്ന് ശാസ്ത്രകാരന്റെ സ്വപ്നമാണ് നാളെ യാഥാര്ഥ്യമാകുന്നത്.നൂറുവര്ഷം മുന്പ് ആണവ റിയാക്ടറുകള് ആരുടെയെങ്കിലും വിദൂര സ്വപ്നത്തിലെങ്കിലും ഉണ്ടായിരുന്നോ ആവോ!
പാനലുകള്ക്കും വിന്ഡ് മില്ലുകള്ക്കുമൊന്നും ഭാവിയിലെ ഊര്ജ പ്രതിസന്ധി പരിഹരിക്കാന് കഴിയില്ല. പരിസ്ഥിതി പ്രവര്ത്തകരുടെ ഇടപെടല് കാരണം ആണവോര്ജ നിലയങ്ങള്ക്കും അധികം ആയുസ്സുണ്ടാവില്ല. സുരക്ഷിതവും അനായാസം നിര്മിക്കാന് കഴിയുന്നതുമായ ഊര്ജമാണ് നാളെയുടെ ആവശ്യം.
ദ്രവ്യ-പ്രതിദ്രവ്യ റിയാക്ടറുകള് (Matter-Antimatter reactor) ഭാവിയിലെ ഊര്ജ സ്രോതസ്സുകളാണ്. പ്രപഞ്ച ദ്രവ്യമാകെ നിര്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് ആറ്റങ്ങള് കൊണ്ടാണെന്ന് നമുക്കറിയാം.
ആറ്റങ്ങളാകട്ടെ പ്രോട്ടോണ്, ന്യൂട്രോണ്, ഇലക്ട്രോണ് എന്നീ കണങ്ങള് കൊണ്ടും. നിങ്ങളുടെ വിരലിന്റെ നഖം മുതല് നക്ഷത്ര ദ്രവ്യം വരെ നിര്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കന്നത് ഈ കണികകള് കൊണ്ടാണ്. എന്നാല് എന്താണീ പ്രതിദ്രവ്യം? പ്രോട്ടോണിനും ഇലക്ട്രോണിനും വൈദ്യുത ചാര്ജുണ്ട്. പ്രോട്ടോണിന് പോസിറ്റിവ് ചാര്ജാണുള്ളതെങ്കില് ഇലക്ട്രോണിന് നെഗറ്റീവ് ചാര്ജാണ്. ന്യൂട്രോണിന് വൈദ്യുത ചാര്ജില്ല. ഭാരമുള്പ്പടെ പ്രോട്ടോണിന്റെ എല്ലാ
സവിശേഷതകളുമുള്ളതും വൈദ്യുതചാര്ജുമാത്രം വിപരീതവുമായ പ്രതിബിംബത്തെ (Mirror image) പ്രോട്ടോണിന്റെ പ്രതികണിക അല്ലെങ്കില് ആന്റിപ്രോട്ടോണ് എന്നു വിളിക്കാം. ആന്റിപ്രോട്ടോണുകളെപ്പോലെ തന്നെ ആന്റിഇലക്ട്രോണുകളുമുണ്ട്.
പോസിട്രോണുകള് എന്നാണ് പോസിറ്റീവ് ചാര്ജുള്ള ഈ ഇലക്ട്രോണുകളെ വിളിക്കുന്നത്. സാധാരണ കണികകള് ചേര്ന്നു ദ്രവ്യമുണ്ടാകുന്നതുപോലെ പ്രതികണികകള് ചേര്ന്നുണ്ടാകുന്ന ദ്രവ്യമാണ് പ്രതിദ്രവ്യം അഥവാ ആന്റിമാറ്റര്.
ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തില് ചുഴലിക്കൊടുങ്കാറ്റുകളുടെ സാന്നിധ്യം ദ്രവ്യകണികകളുടെ ഊര്ജനിലയില് ഗണ്യമായ വര്ധനവുണ്ടാക്കുമ്പോഴും ഉന്നത ഊര്ജനിലയിലുള്ള കോസ്മിക് കിരണങ്ങള് സാധാരണ ദ്രവ്യകണികകളുമായി സംഘട്ടനത്തിലേര്പ്പെടുമ്പോഴും പ്രതിദ്രവ്യകണികകള് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടും. അതുകൂടാതെ സൂപ്പര്നോവാ സ്ഫോടനങ്ങളിലും ഭീമന് നക്ഷത്രങ്ങളുടെ
അകക്കാമ്പിലും പ്രതിദ്രവ്യം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നുണ്ട്. പ്രതിദ്രവ്യകണികകള് സാധാരണ ദ്രവ്യകണികകളുമായി സമ്പര്ക്കത്തിലാവുമ്പോള് അവ പരസ്പരം നിഗ്രഹിക്കുകയും ഊര്ജമായി രൂപാന്തരപ്പെടുകയും ചെയ്യും, അതിനര്ഥം സൃഷ്ടിയോടൊപ്പം സംഹാരവും നടന്നുകഴിയുമെന്നാണ്.
എന്താണീ പ്രതിദ്രവ്യറിയാക്ടര്? ഒരു സാധാരണ ന്യൂക്ലിയര് റിയാക്ടറില് (Fission reactor) ഉപയോഗിക്കുന്ന ആണവ ഇന്ധനത്തിന്റെ ഒരു ശതമാനത്തില് താഴെ മാത്രമേ ഊര്ജമായി മാറുന്നുള്ളൂ. അതുപോലും എത്രമാത്രം അപാരമാണെന്ന് നമുക്കെല്ലാമറിയാം. എന്നാല് ദ്രവ്യ-പ്രതിദ്രവ്യ സംഘട്ടനത്തില് അവയുടെ ദ്രവ്യം പൂര്ണമായി ഊര്ജമായി മാറുന്നുവെന്ന പ്രത്യേകതയാണ് പ്രതിദ്രവ്യ റിയാക്ടറുകളുടെ സാധ്യതയിലേക്ക് ശാസ്ത്രലോകത്തിന്റെ ശ്രദ്ധ ക്ഷണിക്കുന്നത്. എങ്ങനെയാണ് ആന്റിമാറ്റര് റിയാക്ടര് പ്രവര്ത്തിക്കുന്നതെന്നു നോക്കാം. ഒരു സാധാരണ ന്യൂക്ലിയര് റിയാക്ടറില് ചെയിന് റിയാക്ഷന് നടക്കാന് ആണവ
ഇന്ധനത്തെ ന്യൂട്രോണുകള് കൊണ്ട് ഇടിപ്പിക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. എന്നാല് ആന്റിമാറ്റര് റിയാക്ടറില് ഒരു സാധാരണ ദ്രവ്യത്തെ (അതെന്തുമാകാം, യുറാനിയവും പ്ലൂട്ടോണിയവുമൊന്നും ആവശ്യമില്ല.) പ്രതിദ്രവ്യവുമായി കൂട്ടിയിടിപ്പിക്കുമ്പോള് അവ
പരസ്പരം നിഗ്രഹിച്ച് ഊര്ജോല്പാദനം നടക്കുന്നു. ഈ ഊര്ജം സാധാരണ ന്യൂക്ലിയര് റിയാക്ടറില് നടക്കുന്നതുപോലെ വിവിധ രൂപങ്ങളായി പരിവര്ത്തനം ചെയ്യാം. പ്രതിദ്രവ്യകണങ്ങള്
സാധാരണ ദ്രവ്യവുമായി അനിയന്ത്രിതമായി സമ്പര്ക്കത്തിലാകാതിരിക്കാന് അവയെ ശക്തമായ ഒരു മാഗ്നറ്റിക് ഫീല്ഡിനുള്ളിലാണ് സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നത്.
പറയുമ്പോള് നിസ്സാരമായി തോന്നാമെങ്കിലും ആന്റിമാറ്റര് റിയാക്ടര് യാഥാര്ഥ്യമാകുന്നതിന് നിരവധി കടമ്പകള് കടക്കാനുണ്ട്. ഒന്നാമതായി പ്രതിദ്രവ്യകണികകളുടെ ഉല്പാദനമാണ്. ഒരു നിമിഷാര്ധത്തിനുള്ളില് അപ്രത്യക്ഷമാകുന്ന അവയെ ശേഖരിക്കുക പ്രായോഗികമല്ല. അപ്പോള് അവയെ കൃത്രിമമായി നിര്മിക്കണം. കണികാ ത്വരത്രങ്ങളില് (Particle accelerators) സൂക്ഷ്മ കണികകളെ ഉന്നത ഊര്ജനിലയില് ത്വരണം ചെയ്ത് കൂട്ടിയിടിപ്പിച്ച് പ്രതിദ്രവ്യകണികകള് നിര്മിക്കാന് കഴിയും. നിലവിലെ സാഹചര്യത്തില് ഇത് വളരെ ചെലവേറിയതാണ്. ഇപ്പോഴത്തെ അവസ്ഥയില് ഒരു ഗ്രാം പ്രതിദ്രവ്യം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് 25 ബില്യണ് ഡോളര് എങ്കിലും ആവശ്യമാണ്. നാസയുടെ ശാസ്ത്രജ്ഞര് മറ്റൊരു സാധ്യതയാണ് മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്നത്.
ഭൂമിയുടെ ചുറ്റുമുള്ള കാന്തിക മണ്ഡലം (Magentosphere) പ്രതിദ്രവ്യ കണികകള് കൊണ്ട് സമ്പന്നമാണ്. സ്പേസ് ക്രാഫ്റ്റുകള് ഉപയോഗിച്ച് അവിടെ നിന്നും പ്രതിദ്രവ്യകണികകള്
ശേഖരിക്കുകയും കൃത്രിമമായി നിര്മിച്ച ഒരു കാന്തിക വലയത്തിനുള്ളില് സംരക്ഷിച്ച് ഭൂമിയിലെത്തിക്കുകയുമാണ് ഈ രീതി. സങ്കീര്ണമെന്നു തോന്നാമെങ്കിലും കണികാ ത്വരത്രങ്ങളില്
കൃത്രിമമായി പ്രതിദ്രവ്യമുണ്ടാക്കുന്നതിലും ചെലവു കുറവാണ് ഈ രീതിയ്ക്ക്.
ഭാവിയിലെ ഏറ്റവും സുരക്ഷിതമായ ഊര്ജസ്രോതസ്സായിരിക്കും ആന്റിമാറ്റര് റിയാക്ടറുകള്, ദ്രവ്യം പൂര്ണമായി ഊര്ജമായി മാറുന്നതുകൊണ്ട് കുറഞ്ഞ ചെലവില് കൂടുതല് ഊര്ജം ദീര്ഘകാലത്തേക്ക് ലഭ്യമാക്കാന് ഇതുകൊണ്ട്
സാധിക്കും. ഹാനികരമായ വികിരണങ്ങള് ഉണ്ടാകാത്തതുകൊണ്ട് പരിസ്ഥിതിയ്ക്കും ക്ഷീണമില്ല. യുറാനിയം പോലെയുള്ള
വിലയേറിയതും റേഡിയോ ആക്ടീവതയുമുള്ള ഇന്ധനങ്ങളുടെ ആവശ്യവുമില്ല. സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ പരിമിതിയാണ് ഇപ്പോള് നേരിടുന്ന ഭാരിച്ച ചെലവിനു കാരണം. വികാസം പ്രാപിച്ച നാളത്തെ ടെക്നോളജിയില് ഏറ്റവും ചെലവു കുറഞ്ഞ രീതിയില് പ്രതിദ്രവ്യം നിര്മിക്കാന് കഴിയും.
ഇന്ന് ശാസ്ത്രകാരന്റെ സ്വപ്നമാണ് നാളെ യാഥാര്ഥ്യമാകുന്നത്.നൂറുവര്ഷം മുന്പ് ആണവ റിയാക്ടറുകള് ആരുടെയെങ്കിലും വിദൂര സ്വപ്നത്തിലെങ്കിലും ഉണ്ടായിരുന്നോ ആവോ!
എഴുതിയത് : സാബു ജോസ് Sabu Jose