Түлшний элемент хэрхэн ажилладаг вэ?

“Өнөөдрийн бидний өндөр хөгжсөн инженерчлэлд хэрэглэгдэж буй эрчим хүчний хамгийн чухал эх үүсвэрийг бүгд ойлгодог эсэхийг би мэдэхгүй, энэ зүйл бол уурын хөдөлгүүр юм”. – Германы химич Вилхельм Оствальд, 1890 он

Цахилгаан үйлдвэрлэх төхөөрөмжийн талаарх ойлголт нь цайрын эрчим хүч үйлдвэрлэх үйл ажиллагааны зарчмаас үндэслэн хөгжсөн. Энэ нь урвалд оролцогчдоор дүүргэгдсэн электродууд дахь цайрын хүчлийн нөлөө бөгөөд электродыг багасгалгүйгээр нэгэн жигд үйл ажиллагаа явуулдаг.

Түлшний элемент

Түлшний Элементийн Түүх

Түлшний элементийн зарчмыг Германы физикч Кристиан Фридрих Шөнбайн нээсэн ба ажил нь 1838 онд нэгэн шинжлэх ухааны сэтгүүлд нийтлэгдсэн.

Энэ зарчим дээр үндэслэн анхны түлшний элементийг Уэлсийн эрдэмтэн Уилъям Роберт Гроув Философийн болон Шинжлэх ухааны сэтгүүл-ийн 1839 оны 2 сарын  хэвлэлд батлан харуулсан ба 1842 онд энэхүү сэтгүүл дээр бүдүүвч зургийг нийтэлсэн байна.

Устөрөгчийн хэрэглээ

АНУ-д ойролцоогоор 9 сая метр тонн устөрөгчийг үйлдвэрлээд байна. Энэ нь 20-30 сая машин 5-8 сая өрхийг хангах эрчим хүч юм. Энэ бүх устөрөгчийг одоогоор металийг цэвэршүүлэх баяжуулахад голчлон ашиглаж байна. Энэ устөрөгчийн ихэнх хэсгийг Калифорни, Луйзиана, Техас мужид үйлдвэрлэж байна. Үндэсний сансар судлалын хүрээлэн буюу NASA устөрөгчийн тэргүүлэх хэрэглэгч юм. Устөрөгчийг сансрын түлш болгон хэрэглэх ба энэ нь сансрын хөлгийг тойрог замд оруулахад асар их хэмжээний эрчим хүчээр хангах юм.

Устөрөгчийг гарган авах

Устөрөгч нь нэгэнт байгаль дээр хий хэлбэрээр дангаар байхгүйгээс хойш бусад нэгдлээс нь ялган авна. Жишээ нь уснаас, биомассаас, эсвэл байгалийн хийн молекулуудаас устөрөгчийн атомыг ялган авч болно. Тэгэхдээ устөрөгчийг үйлдвэрлэх хоёр үндсэн арга байдаг ба ууршуулах болон электролизийн арга юм. Эрдэмтэд мөн зарим замаг, бактериас устөрөгчийг гарган авдаг. Устөрөгчийг химийн болон биологийн лабораторит урвалын бүтээгдэхүүн хэдбэрээр гарган авдаг ба үйлдвэрт биохимийн урвалаас гарган авдаг.

Устөрөгчийн изотопууд

Устөрөгчийн хамгийн энгийн изотоп бол нэг протон нэг электроноос тогтох изотоп юм. Энэ нь хамгийн тогтвортой изотоп бөгөөд нейтрон байдаггүй. Байгаль дээр устөрөгчийн гурван изотоп байдаг ба  ¹H, ²H,  ³H гэж тэмдэглэнэ. Үүнээс гадна маш тогтворгүй цөмүүд болох  (⁴H- ⁷H)-ыг лабораторийн нөхцөлд гарган авсан бөгөөд байгаль дээр байдаггүй.

• ¹H нь устөрөгчийн хамгийн түгээмэл изотоп бөгөөд байгаль дээрх нийт устөрөгчийн 99.98%-ийг эзлэнэ. Цөм нь ганцхан протоноос бүрддэг. Тиймээс протиум (протий) гэж нэрлэжээ.
• ²H нь бас нэгэн тогтвортой изотоп бөгөөд дейтерий гэж нэрлэдэг ба нэг протон нэг нейтроноос цөм нь бүрддэг. Ихэнхи дейтерий нь голдуу сансарт байх ба Их тэсрэлтээс үүссэн байдаг. Дейтерий нь цацраг идэвхи байхгүй бөгөөд ямарваа нэгэн аюулгүй. Усны найрлагад байх устөрөгчийн оронд дейтерий байвал түүнийг хүнд ус гэж нэрлэдэг. Хүнд ус нь нейтроны удаашруулагч ба цөмийн рейкторт өргөн ашиглагдана.
• ³H буюу тритийн цөм нь нэг протон хоёр нейтроноос тогтох ба цацраг идэвхит цөм юм. Бета задрал явуулж гелид шилжих ба хагас задралын үе нь 12,32 жил байна. Байгаль дээ рмаш бага хэмжээгээр байх ба сансрын туяа агаар мандалтай харилцан үйлчлэлцэж үүсэх ба мөн цөмийн бөмбөгийн туршилийн үед мөн ялгардаг байна.

Устөрөгчийг нээсэн түүх

Хенри Кавендиш
Төрсөн огноо	10/10/1731(1731-10-10) Ницца, Франц
Нас барсан	24/2/1810
Яс үндэс	Англи
Салбар	Хими, физик
	Кэмбриджийн их сургууль

Английн эрдэмтэн Хенри Кавендиш 1782 онд шатамхай агаар гэж нэрлэгдсэн өнгө, үнэр амтгүй хийг битүү саванд шатааж туршихад ус үүссэн байна.