नाभिकीय श्रृंखला अभिक्रिया क्या है? इसकी सफलता के लिए आने वाली कठिनाइयों और उनके निवारण को समझाइए।

(N/A) नाभिकीय श्रृंखला अभिक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक नाभिक के विखंडन से निकले न्यूट्रॉन अन्य नाभिकों में आगे विखंडन की घटनाएं शुरू करते हैं,जिससे स्वतः-संचालित अभिक्रियाओं की एक श्रृंखला बन जाती है।
औसतन,${ }_{92}^{235} U$ नाभिक के प्रति विखंडन में $2.5$ न्यूट्रॉन निकलते हैं। ये अतिरिक्त न्यूट्रॉन आगे विखंडन प्रक्रिया शुरू कर सकते हैं।
यदि श्रृंखला अभिक्रिया अनियंत्रित हो,तो यह परमाणु बम की तरह विस्फोटक ऊर्जा उत्पन्न करती है। यदि इसे नियंत्रित किया जाए,तो इस ऊर्जा का उपयोग परमाणु रिएक्टर में बिजली उत्पादन के लिए किया जा सकता है।
कठिनाइयाँ और उनका निवारण:
$(i)$ तीव्र न्यूट्रॉन ${ }_{92}^{235} U$ में विखंडन पैदा करने की कम संभावना रखते हैं और रिएक्टर से बाहर निकल जाते हैं। इसे हल करने के लिए,न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए 'मंदक' (moderator) का उपयोग किया जाता है। पानी,भारी पानी $(D_2O)$ और ग्रेफाइट जैसे पदार्थों का उपयोग मंदक के रूप में किया जाता है। वे प्रत्यास्थ प्रकीर्णन द्वारा तीव्र न्यूट्रॉन को धीमा कर देते हैं,जिससे वे विखंडन प्रेरित करने में अधिक प्रभावी हो जाते हैं।
$(ii)$ गुणन कारक $K$ (न्यूट्रॉन की एक पीढ़ी में होने वाले विखंडन और पिछली पीढ़ी के विखंडन का अनुपात) को स्थिर,क्रिटिकल अवस्था के लिए $K=1$ पर बनाए रखना आवश्यक है। यदि $K > 1$ हो जाता है,तो रिएक्टर सुपरक्रिटिकल हो जाता है,जिससे शक्ति में घातांकीय वृद्धि होती है। यदि $K < 1$ हो जाता है,तो अभिक्रिया रुक जाती है। अतिरिक्त न्यूट्रॉन को अवशोषित करने और $K=1$ बनाए रखने के लिए नियंत्रण छड़ों (जैसे,कैडमियम या बोरॉन) का उपयोग किया जाता है।