আমেরিকান বিজ্ঞানীরা ঘোষণা করেছেন যে তারা পারমাণবিক সংমিশ্রণ থেকে শক্তি তৈরির দীর্ঘ-অপরাধী লক্ষ্যে একটি বড় অগ্রগতি বলে অভিহিত করেছেন।
ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি 13 ডিসেম্বর, 2022-এ বলেছিল যে প্রথমবারের মতো - এবং কয়েক দশক ধরে চেষ্টা করার পরে - বিজ্ঞানীরা তাদের যতটা শক্তি প্রয়োগ করতে হয়েছিল তার চেয়ে বেশি শক্তি বের করতে পেরেছেন৷
কিন্তু উন্নয়ন কতটা তাৎপর্যপূর্ণ? এবং প্রচুর, পরিচ্ছন্ন শক্তি প্রদানের ফিউশনের দীর্ঘদিনের চাওয়া স্বপ্ন কত দূরে? ক্যারোলিন কুরাঞ্জ, মিশিগান বিশ্ববিদ্যালয়ের পারমাণবিক প্রকৌশলের একজন সহযোগী অধ্যাপক যিনি ফিউশন রেকর্ডটি ভেঙে ফেলা সুবিধাটিতে কাজ করেছেন, এই নতুন ফলাফলটি ব্যাখ্যা করতে সহায়তা করে।
ফিউশন চেম্বারে কি ঘটেছে?
লয় একটি পারমাণবিক বিক্রিয়া যা দুটি পরমাণুকে একত্রিত করে সামান্য কম মোট ভর সহ এক বা একাধিক নতুন পরমাণু তৈরি করে। ভরের পার্থক্যকে শক্তি হিসাবে প্রকাশ করা হয়, যেমনটি আইনস্টাইনের বিখ্যাত সমীকরণ, E = mc দ্বারা বর্ণিত হয়েছে2 , যেখানে শক্তি আলোর বর্গের গতির ভর গুণের সমান। যেহেতু আলোর গতি প্রচন্ড, তাই অল্প পরিমাণ ভরকে শক্তিতে রূপান্তরিত করা - যেমন ফিউশনে ঘটে - একইভাবে প্রচুর পরিমাণে শক্তি উৎপন্ন করে।
মার্কিন সরকারের গবেষকরা জাতীয় ইগনিশন সুবিধা ক্যালিফোর্নিয়ায় প্রথমবারের মতো প্রদর্শন করেছে, যা "ফিউশন ইগনিশন" নামে পরিচিত। ইগনিশন হল যখন একটি ফিউশন বিক্রিয়া বাইরের উৎস থেকে বিক্রিয়ায় ফেলার চেয়ে বেশি শক্তি উৎপন্ন করে এবং স্বয়ংসম্পূর্ণ হয়ে ওঠে।
ন্যাশনাল ইগনিশন ফ্যাসিলিটিতে ব্যবহৃত কৌশলটিতে 192টি লেজারের শুটিং জড়িত 0.04 ইঞ্চি (1 মিমি) জ্বালানীর গুলি ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়াম দিয়ে তৈরি - অতিরিক্ত নিউট্রন সহ হাইড্রোজেন উপাদানের দুটি সংস্করণ - একটি সোনার ক্যানিস্টারে স্থাপন করা হয়েছে। লেজারগুলি যখন ক্যানিস্টারে আঘাত করে, তখন তারা এক্স-রে উৎপন্ন করে যা জ্বালানীর বৃক্ষকে সীসার ঘনত্বের প্রায় 20 গুণ এবং 5 মিলিয়ন ডিগ্রী ফারেনহাইট (3 মিলিয়ন সেলসিয়াস)-এর বেশি তাপমাত্রায় তাপ দেয় এবং সংকুচিত করে - যা পৃষ্ঠতলের তুলনায় প্রায় 100 গুণ বেশি উষ্ণ। সূর্য আপনি যদি দীর্ঘ সময়ের জন্য এই শর্তগুলি বজায় রাখতে পারেন, তাহলে জ্বালানী ফিউজ হবে এবং শক্তি ছেড়ে দেবে.
পরীক্ষার সময় এক সেকেন্ডের কয়েক বিলিয়ন ভাগের মধ্যে জ্বালানি এবং ক্যানিস্টার বাষ্প হয়ে যায়। গবেষকরা তখন আশা করেন যে তাদের সরঞ্জামগুলি তাপ থেকে বেঁচে থাকবে এবং ফিউশন প্রতিক্রিয়া দ্বারা নির্গত শক্তি সঠিকভাবে পরিমাপ করেছে।
তাহলে তারা কী অর্জন করেছিল?
একটি ফিউশন পরীক্ষার সাফল্য মূল্যায়ন করার জন্য, পদার্থবিদরা ফিউশন প্রক্রিয়া থেকে নির্গত শক্তি এবং লেজারের মধ্যে শক্তির পরিমাণের মধ্যে অনুপাত দেখেন। এই অনুপাত হল লাভ বলা হয়.
একটি লাভের উপরে যেকোন কিছুর মানে হল যে ফিউশন প্রক্রিয়াটি লেজারের চেয়ে বেশি শক্তি ছেড়ে দেয়।
5 ডিসেম্বর, 2022-এ, ন্যাশনাল ইগনিশন ফ্যাসিলিটি লেজার শক্তির দুই মিলিয়ন জুল জ্বালানীর একটি গুলি ছুঁড়েছে - 15 মিনিটের জন্য একটি হেয়ার ড্রায়ার চালাতে যে পরিমাণ শক্তি লাগে - সবই এক সেকেন্ডের কয়েক বিলিয়ন ভাগের মধ্যে রয়েছে৷ এই যে একটি ফিউশন প্রতিক্রিয়া ট্রিগার মুক্তি পেয়েছে তিন মিলিয়ন জুল. এটি প্রায় 1.5 এর একটি লাভ, যা একটি লাভের আগের রেকর্ডটি ভেঙে দেয় 0.7 অগাস্ট 2021 এ সুবিধা দ্বারা অর্জিত.
এই ফলাফল কত বড় একটি চুক্তি?
ফিউশন শক্তি জন্য শক্তি উৎপাদনের "পবিত্র গ্রেইল" হয়েছে প্রায় অর্ধ শতাব্দী. যদিও 1.5 লাভ হল, আমি বিশ্বাস করি, সত্যিকারের একটি ঐতিহাসিক বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি, ফিউশন একটি কার্যকর শক্তির উৎস হওয়ার আগে এখনও অনেক পথ যেতে হবে।
যদিও 2 মিলিয়ন জুলের লেজার শক্তি 3 মিলিয়ন জুলের ফিউশন ফলনের চেয়ে কম ছিল, এটি প্রায় সুবিধা গ্রহণ করেছিল লেজার তৈরি করতে 300 মিলিয়ন জুল এই পরীক্ষায় ব্যবহৃত হয়। এই ফলাফলটি দেখিয়েছে যে ফিউশন ইগনিশন সম্ভব, তবে দক্ষতার উন্নতি করতে অনেক কাজ করতে হবে যেখানে ফিউশন সম্পূর্ণ ইতিবাচক শক্তির রিটার্ন প্রদান করতে পারে যখন সম্পূর্ণ এন্ড-টু-এন্ড সিস্টেম বিবেচনা করে, শুধুমাত্র একটি নয়। লেজার এবং জ্বালানীর মধ্যে একক মিথস্ক্রিয়া।
কি উন্নত করা দরকার?
ফিউশন ধাঁধার অনেকগুলি অংশ রয়েছে যা বিজ্ঞানীরা এই ফলাফলটি তৈরি করতে কয়েক দশক ধরে ক্রমাগত উন্নতি করে চলেছেন এবং আরও কাজ এই প্রক্রিয়াটিকে আরও দক্ষ করে তুলতে পারে।
প্রথমত, লেজার ছিল শুধুমাত্র 1960 সালে উদ্ভাবিত. যখন মার্কিন সরকার 2009 সালে জাতীয় ইগনিশন ফ্যাসিলিটির নির্মাণ সম্পন্ন হয়েছে, এটি ছিল বিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী লেজার সুবিধা, সরবরাহ করতে সক্ষম একটি লক্ষ্যে এক মিলিয়ন জুল শক্তি. এটি আজ যে দুই মিলিয়ন জুল উৎপন্ন করে তার থেকে 50 গুণ বেশি শক্তিশালী পৃথিবীর পরবর্তী সবচেয়ে শক্তিশালী লেজার. আরও শক্তিশালী লেজার এবং সেই শক্তিশালী লেজারগুলি তৈরি করার জন্য কম শক্তি-নিবিড় উপায়গুলি সিস্টেমের সামগ্রিক দক্ষতাকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে।
ফিউশন শর্ত আছে টিকিয়ে রাখা খুবই চ্যালেঞ্জিং, এবং কোনও ক্যাপসুল বা জ্বালানীতে ছোট অপূর্ণতা শক্তির প্রয়োজন বাড়াতে পারে এবং দক্ষতা হ্রাস করতে পারে। বিজ্ঞানীরা অনেক অগ্রগতি করেছেন আরও দক্ষতার সাথে লেজার থেকে ক্যানিস্টারে শক্তি স্থানান্তর করুন এবং ক্যানিস্টার থেকে জ্বালানী ক্যাপসুলে এক্স-রে বিকিরণ, কিন্তু বর্তমানে শুধুমাত্র সম্পর্কে 10 থেকে 30 শতাংশ পর্যন্ত মোট লেজার শক্তির ক্যানিস্টারে এবং জ্বালানীতে স্থানান্তরিত হয়।
অবশেষে, যখন জ্বালানীর এক অংশ, ডিউটেরিয়াম, স্বাভাবিকভাবেই সমুদ্রের জলে প্রচুর পরিমাণে, ট্রিটিয়াম অনেক বিরল. ফিউশন নিজেই আসলে উত্পাদন করে ত্রিটিয়াম্, তাই গবেষকরা সরাসরি এই ট্রিটিয়াম সংগ্রহের উপায়গুলি বিকাশের আশা করছেন। ইতিমধ্যে, আছে প্রয়োজনীয় জ্বালানি উৎপাদনের জন্য উপলব্ধ অন্যান্য পদ্ধতি.
এগুলি এবং অন্যান্য বৈজ্ঞানিক, প্রযুক্তিগত এবং প্রকৌশলগত বাধাগুলি আপনার বাড়ির জন্য ফিউশন তৈরি করার আগে অতিক্রম করতে হবে। ফিউশন পাওয়ার প্ল্যান্টের খরচ কমিয়ে আনার জন্যও কাজ করতে হবে ন্যাশনাল ইগনিশন ফ্যাসিলিটির US$3.5 বিলিয়ন. এই পদক্ষেপগুলির জন্য ফেডারেল সরকার এবং বেসরকারী উভয় শিল্প থেকে উল্লেখযোগ্য বিনিয়োগের প্রয়োজন হবে।
এটি লক্ষণীয় যে বিশ্বজুড়ে অন্যান্য অনেক ল্যাবগুলির সাথে ফিউশনের চারপাশে একটি বিশ্বব্যাপী দৌড় রয়েছে বিভিন্ন কৌশল অনুসরণ করা. কিন্তু জাতীয় ইগনিশন সুবিধার নতুন ফলাফলের সাথে, বিশ্ব প্রথমবারের মতো প্রমাণ দেখতে পেয়েছে যে ফিউশনের স্বপ্ন সাধনযোগ্য.
এই নিবন্ধটি থেকে পুনঃপ্রকাশ করা হয় কথোপকথোন ক্রিয়েটিভ কমন্স লাইসেন্সের অধীনে। পর এটা মূল নিবন্ধ.
চিত্র ক্রেডিট: মার্কিন শক্তি বিভাগ/লরেন্স লিভারমোর ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি
