Nuclear Fusion: প্রদীপ পরমাণুর মতো ছোট কিন্তু আলো পাহাড়ের মতো

গ্রহে পারমাণবিক সংমিশ্রণের উপলব্ধির দিকে একটি ঐতিহাসিক মুহূর্ত উন্মোচিত হয়েছে যা তারাকে আলো দেয় (Nuclear Fusion)।

হায়দরাবাদ, 20 ডিসেম্বর: মানব বুদ্ধিমত্তা বিশ্বের দুটি প্রধান সমস্যার মুখোমুখি ৷ গ্লোবাল ওয়ার্মিং এবং শক্তির অভাবের একটি অলৌকিক সমাধান খোঁজার দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলকে পৌঁছেছে । গ্রহে পারমাণবিক সংমিশ্রণের উপলব্ধির দিকে একটি ঐতিহাসিক মুহূর্ত উন্মোচিত হয়েছে যা তারাকে আলো দেয় । কয়েক দশক ধরে বিজ্ঞানীদের প্রচেষ্টায় এটি সম্ভব হয়েছে (Nuclear Fusion) ৷

ফিউশন কী ?

• সূর্য এবং অন্যান্য নক্ষত্রে নিউক্লিয়ার ফিউশনের মাধ্যমে শক্তি নির্গত হয় । হালকা হাইড্রোজেন পরমাণু একত্রিত হয়ে ভারী মৌল হিলিয়াম গঠন করে । এই প্রক্রিয়ায় আলো ও তাপ আকারে অপরিমেয় শক্তি নির্গত হয় । এটি সৌর আলো এবং তাপের উত্স ৷
• কিন্তু দুটি অভিন্ন পরমাণুকে একত্রিত করা খুবই কঠিন । যেমন ব্যাটারির দুটি চার্জড প্রান্ত একে অপরকে বিকর্ষণ করে, তেমন এগুলিও মিলিত হয় না । অস্বাভাবিক পরিস্থিতিতে তাদের দেখা হয় ৷
• সূর্যের কেন্দ্রে বিশাল তাপমাত্রা এবং চাপের কারণে সেখানে ফিউশন সম্ভব । সূর্যের অসাধারণ মাধ্যাকর্ষণ শক্তির কারণে প্রাকৃতিকভাবে এমন অবস্থার সৃষ্টি হয়েছিল ৷
• ফিউশন প্রক্রিয়াগুলি অত্যন্ত উত্তপ্ত প্লাজমাতে সঞ্চালিত হয় । এতে চার্জযুক্ত আয়ন এবং অবাধে চলমান ইলেকট্রন রয়েছে । এর বৈশিষ্ট্য কঠিন, তরল এবং গ্যাস থেকে ভিন্ন ৷

লেটেস্ট পোগ্রেস কী ?

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ক্যালিফোর্নিয়ায় লরেন্স লিভারমোর ন্যাশনাল ল্যাবের ন্যাশনাল ইগনিশন ফ্যাসিলিটি (এনআইএফ) এর গবেষকরা এই মাসের 5 তারিখে 'ফিউশন ইগনিশন' নামে একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলক অর্জন করেছেন । ফিউশন প্রক্রিয়ায় ব্যয়ের চেয়ে বেশি শক্তি উৎপাদনকে 'ফিউশন ইগনিশন' বলে ।

এই মত করেছেন !

• এনআইএফ-এ, একটি ক্যাপসুলে ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়াম ধারণকারী অল্প পরিমাণ জ্বালানী রাখা হয় । এরজন্য 192টি লেজার ব্যবহার করা হয়েছিল । এই বিমগুলি 10 মিলিয়ন ডিগ্রি সেলসিয়াসে গরম করতে এবং পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের চেয়ে 100 বিলিয়ন গুণ বেশি চাপ দিতে সক্ষম ।
• যখন লেজারের রশ্মি ক্যাপসুলে আঘাত করে তখন এক্স-রে উৎপন্ন হয় । তারা জ্বালানীকে লক্ষ লক্ষ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা এবং চরম চাপের শিকার করেছিল । ফলস্বরূপ একটি নক্ষত্রে অল্প সময়ের জন্য বিদ্যমান অবস্থার সন্ধান পাওয়া গিয়েছে ৷
• এই পরীক্ষার পর বিজ্ঞানীরা ফিউশন প্রক্রিয়ায় নির্গত শক্তি এবং লেজারগুলির দ্বারা ব্যবহৃত শক্তির অনুপাত পরীক্ষা করেন । একে গেইন বলা হয় । যদি এটি 1-এর বেশি হয়, তাহলে ফিউশন প্রক্রিয়ায় লেজারের দ্বারা ব্যবহৃত শক্তির চেয়ে বেশি শক্তি নির্গত হয় ৷
• এনআইএফ-এ জ্বালানিতে 20 লক্ষ জুলের শক্তি-সহ লেজারগুলি প্রয়োগ করা হয়েছিল । এইসব ঘটেছে এক সেকেন্ডের কোটিতে । ফলস্বরূপ 30 লক্ষ জুল শক্তি নির্গত হয়েছিল । এইভাবে ব্যবহূত হওয়ার চেয়ে বেশি শক্তি উৎপন্ন হওয়ার রেকর্ড কখনও হয়নি ৷
• NIF পরীক্ষায়, একটি মটর বীজের চেয়ে কম জ্বালানী ব্যবহার করা হয়েছিল । এর দ্বারা উৎপন্ন শক্তি চা তৈরির জন্য 15-20 কেটলি গরম করার জন্য যথেষ্ট ।

বেশ নিরাপদ

• ফিউশন প্রক্রিয়াটি বর্তমানে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করতে ব্যবহৃত নিউক্লিয়ার ফিশন রিঅ্যাক্টর থেকে আলাদা ৷
• বিদারণ চুল্লিতে পরমাণুগুলি ভেঙে যায় । এই প্রক্রিয়ায় বিপজ্জনক তেজস্ক্রিয় পদার্থ নির্গত হবে । তাদের শত শত বছর ধরে নিরাপদ স্থানে সংরক্ষণ করতে হবে ৷
• ফিউশনে উৎপাদিত বর্জ্য কম তেজস্ক্রিয় । তারা দ্রুত খারাপ হয় । তেল এবং গ্যাসের মতো জীবাশ্ম জ্বালানী, যা গ্রিনহাউস নির্গমন করে, ফিউশন প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয় না । এটি হিলিয়াম নির্গত করে । এটি একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস ৷

এমনকি পৃথিবীতেও

• 1950 এর দশক থেকে, 50 টিরও বেশি দেশের বিজ্ঞানীরা পৃথিবীতে নক্ষত্রে সংঘটিত ফিউশন প্রক্রিয়াটি উপলব্ধি করার চেষ্টা করছেন । তারা বলে, এটি বিপুল পরিমাণে পরিবেশ বান্ধব বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে পারে ৷
• যাইহোক, পৃথিবীতে এখনও সূর্যের মতো অভিকর্ষ বল তৈরি করেনি । তাই এখানে ফিউশন তৈরি করতে সূর্যের চেয়ে বেশি তাপমাত্রা প্রয়োজন ৷
• প্রধানত বিজ্ঞানীরা ফিউশনে জ্বালানী হিসাবে ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়ামের মত হাইড্রোজেন আইসোটোপ ব্যবহার করেন । এই দুটির মিলনের জন্য 10 মিলিয়ন ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা এবং প্রচণ্ড চাপ প্রয়োজন ৷
• ফিউশন দ্বারা উত্পাদিত প্লাজমা চৌম্বকীয় শক্তি নিয়ন্ত্রণ করতে হবে । এই কার্যক্রম বেশিদিন ধরে রাখাও কঠিন । বিজ্ঞানীরা একে একে এই অসুবিধাগুলি কাটিয়ে উঠছেন ৷

অনেক সুবিধা

• সৌর এবং বায়ু শক্তির বিপরীতে ফিউশন অনুকূল আবহাওয়ার উপর নির্ভর করে না । এই পদ্ধতির ব্যাপকভাবে ব্যবহার করে ৷ দেশগুলি 2050 সালের মধ্যে 'নিট শূন্য' নির্গমনের মাত্রা অর্জন করতে পারে ৷
• নিউক্লিয়ার ফিশনের তুলনায় ফিউশন প্রতি কেজি জ্বালানীতে চারগুণ বেশি শক্তি উৎপাদন করতে পারে । একই তেল বা কয়লার তুলনায় এক সঙ্গে 40 লক্ষ গুণ বেশি শক্তি অর্জন করা যায় ৷
• ফিউশন প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত জ্বালানি পৃথিবীতে প্রচুর । সমুদ্রের জল থেকে সস্তায় ডিউটেরিয়াম তৈরি করা যায় । ফিউশন প্রক্রিয়ায় লিথিয়াম দ্বারা ট্রিটিয়াম ঝরানো যায় । লিথিয়ামের মজুদ প্রচুর । এগুলি দিয়ে আমরা লক্ষ লক্ষ বছর ধরে আমাদের শক্তির চাহিদা মেটাতে পারি ৷
• ফিউশন বিক্রিয়ায় মাত্র কয়েক গ্রাম জ্বালানি (ডিউটেরিয়াম, ট্রিটিয়াম) দিয়ে শক্তির একটি টেরাজোল তৈরি করা যেতে পারে । এটি একটি উন্নত দেশে 60 বছর ধরে একজন ব্যক্তির শক্তির চাহিদা মেটাতে যথেষ্ট ৷
• প্রতি সেকেন্ডে 60 কোটি টন হাইড্রোজেন সূর্যে ফিউশনের মাধ্যমে হিলিয়ামে রূপান্তরিত হয় । এই প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন আলোর কণা সূর্য থেকে বের হতে সময় লাগে 30 হাজার বছর ৷

কোথায় উন্নতি করতে ?

• বিশ্লেষকরা বলছেন ফিউশন একটি কার্যকর শক্তির উত্স হয়ে উঠতে এখনও কমপক্ষে 30 বছর লাগবে যা আমাদের বাড়িগুলিকে ক্রমাগত শক্তি দিতে পারে । এই দিকটি অর্জন করতে অনেক প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ রয়েছে ৷
• যদিও NIF এর নির্মাণ কাজ 2009 সালে সম্পন্ন হয়েছিল, এটি 10 লক্ষ জুল শক্তি উৎপাদন করেছিল । আজ তা বেড়ে হয়েছে 20 লাখ জুলে । এইভাবে, আরও শক্তিশালী এবং দক্ষ লেজারগুলি ভালো অগ্রগতি করবে ৷
• দীর্ঘ সময়ের জন্য ফিউশন অবস্থা বজায় রাখা একটি চ্যালেঞ্জিং ব্যাপার । জ্বালানী ক্যাপসুলের মধ্যে কোনও পার্থক্য থাকলে ব্যবহৃত বিদ্যুতের তুলনায় এই সরঞ্জাম দ্বারা উত্পাদিত শক্তি হ্রাস পাবে । এই প্রেক্ষাপটে, বিজ্ঞানীরা দক্ষভাবে লেজার, এবং তারপরে এক্স-রে তেজস্ক্রিয়তা, জ্বালানী ক্যাপসুলে পৌঁছে দেওয়ার ক্ষেত্রে অগ্রগতি করেছেন । যাইহোক, বর্তমানে, ক্যাপসুল থেকে জ্বালানীতে মোট লেজার শক্তির মাত্র 10 থেকে 30 শতাংশ সরবরাহ করা হয় ।
• শুধু লেজার এবং জ্বালানি নয়, পুরো সিস্টেমটি উপলব্ধি করার জন্য অনেক প্রচেষ্টা প্রয়োজন । ফিউশন রিঅ্যাক্টরগুলির উপর খুব বেশি গবেষণা করা হয়নি, যা বাষ্প টারবাইন চালনা করতে এবং বিদ্যুৎ উৎপন্ন করতে ফিউশন প্রক্রিয়ায় উত্পাদিত নিউট্রন ব্যবহার করে ৷