পারমানবিক বিজ্ঞানের জন্মকথা...
আপনার ঘরে লবনদানাটার শক্তি কত জানেন? কল্পনা করুন দেখি। আট দশটা হাতি তার কাছে কিছুই না। খুব হাস্যকর বলে মনে হলেও যা বলছি সেটাই বর্তমান বিজ্ঞান বলে থাকে। তাহলে সঠিক হিসাবটা দেই। যদি একটা লবনদানার ভর এক গ্রামের এক হাজার ভাগের এক ভাগ হয় তাহলে সেটা আপনার দেখা সাধারন মানের একটা ফ্রিজকে মোটামুটি শপাঁচেক বছর চালাতে পারবে। হ্যাঁ, ৫০০ বছর কিংবা তার চেয়েও বেশি! আইনস্টাইন তার বিখ্যাত ভর শক্তি সমীকরন দিয়ে এই কথাটি বলে গিয়েছেন প্রায় শতবর্ষ পূর্বেই। কিন্তু আইনস্টাইনের পূর্বে এই শক্তির আভাস পেয়েছিলেন হেনরি বেকেরেল, মাদাম কুরী ও পিয়েরে কুরী। ইউরেনিয়াম নামক খনিজের আকরিক থেকে একদম অকারণেই বিকিরণ নির্গত হবার ঘটনা পর্যবেক্ষণ করেন তিনি। কোন ব্যাখ্যা তিনি তখন দিতে পারেননি। তিনি এই বিকীর্ণ রস্মির নাম দেন ‘ইউরানিক রশ্মি’ অনেকটা ইউরেনিয়ামের নাম থেকেই। ইউরানিক একটি বিশেষণ যা ইঙ্গিত করে মহাজাগতিক ব্যাখ্যাতিত কোন ঘটনাকে। কিন্তু ১৮৯৬ সালে বেকেরেল ও রন্টগেন যখন এই ঘটনা দেখে শুনে এক্স-রে নিয়ে মেতে উঠলেন, পোলিশ বংশদ্ভুত বিজ্ঞানী মাদাম কুরী বিপুল আগ্রহ নিয়ে পড়লেন এই ব্যাখ্যাতিত রশ্মির ব্যাখ্যা দিতে। এই যাত্রায় তার উপযুক্ত সঙ্গী হলেন বিজ্ঞানী ও সহধর্মী পিয়েরে কুরী। দীর্ঘ চড়াই উৎরাই পার করে ১৮৯৮ সালে তারা আবিষ্কার করলেন আরো দুটি তেজষ্ক্রিয় মৌল রেডিয়াম ও পোলোনিয়াম। দেখা গেল, ভারী মৌলসমূহের নিউক্লিয়াস খুব অস্থিতিশীল। তারা ক্রমাগত ভাংগে আর ভর হারায়। আর এই ভরটাই তেজষ্ক্রিয় রশ্মি আকারে বিপুল শক্তি নিয়ে ছড়িয়ে পড়ে চারিদিকে। এমনকি ভেদ করে যায় পুরু সীসার পাতকেও! বিজ্ঞানীরা ভাবতে শুরু করলেন কিভাবে এই শক্তিকে কাজে লাগানো যায়...

ভর-শক্তি সমীকরণ ও চেইন-রিঅ্যাকশন জন্ম দিল নতুন প্রযুক্তি
আইনস্টাইন দেখালেন নিউক্লিয়াস ভাঙলেই প্রচুর শক্তি।এ এক নতুন অভিজ্ঞতা, নতুন ধরণের বিক্রিয়া। ১০০০ গ্রাম ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসকে ঠুকে দিলাম একটা নিউট্রন দিয়ে। নিউক্লিয়াসের বজ্র আঁটুনি গেল ভেঙ্গে। কিন্তু ভাঙ্গা টুকরো গুলো জোড়া দিয়ে পেলাম মাত্র ৯৯৯ গ্রাম। তাহলে ১গ্রাম গেলো কোথায়? এই ভরটাই নিউক্লীয় বিক্রিয়ায় রূপান্তরিত হয় শক্তিতে। এটি ঘটে আইনস্টাইনের বিখ্যাত সুত্র E=MC2 অনুযায়ি। এখানে E হচ্ছে উৎপনড়ব শক্তি, M পদার্থের ভর, আর C হলো আলোর গতিবেগ। এই শক্তি ৩০ মিলিয়ন মিলিয়ন ফুট-পাউন্ড যান্ত্রিক শক্তির সমান বা ১১ মিলিয়ন কিলোওয়াট ঘন্টা বিদ্যুৎ শক্তির সমতুল্য। ১৫০০ টন কয়লা কিংবা ২ লক্ষ গ্যালন গ্যাসোলিন পোড়ালে সমপরিমান শক্তি পাওয়া যেতে পারে।

চেইন রি-অ্যাকশন
গল্প এখানেই শেষ হলে মনে হয় অনেক বড় সমস্যার সমাধান হয়ে যেত! জন্মই হত না অ্যাটম বোমার। এই গল্পটা হচ্ছে চেইন রি-অ্যাকশন বা শৃংখল বিক্রিয়া। যখন ফিশন বিক্রিয়ায়(মানে ভাঙ্গন) নিউট্রন দিয়ে আঘাত করে একটা ইউরেনিয়াম ভাঙ্গা হয় আরো তিনটা নিউট্রন ছিটকে বের হয়ে আসে শক্তির সাথে সাথে। এই তিনটা নিউট্রন চলে যায় আরো তিনটা ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসকে ভাঙতে। সেগুলো ভাঙ্গে সারা হলে বেরিয়ে আসে আরো মোট নয়টা! এরপর তারা ভেঙ্গে বের করে সাতাশটা! এই ঘটনা যদি চলতে দেয়া যায় তাহলে যে বস্তুটি পাওয়া যায় তার নাম হল ‘অ্যাটম বোমা!’ আর শক্তির চাহিদা অনুযায়ী এই বিক্রিয়াকে নিয়ন্ত্রণে রাখার কাজটি করা হয় যে পাত্রে তার নাম হল ‘নিউক্লিয়ার রি-অ্যাকটর বা পারমানবিক চুল্লী’। তবে যদি পাত্রের আয়োজনে কোথাও সমস্যা দেখা যায় তবে কি হয় তার উদাহরণ হচ্ছে চেরনোবিল ও ফুকুশিমা। এ নিয়ে আমরা অন্য স্থানে আলোচনা করবো। এই সর্বশেষ উল্লেখিত বস্তুটিই স্থাপন করা হতে যাচ্ছে আমাদের পাবনার রুপপুরে।




কিভাবে কাজ করে পারমানবিক বিদ্যুৎ প্রকল্প


void(1);



মূল বিক্রিয়াটি সঙ্ঘটিত হয় চুল্লী বা রি-অ্যাক্টরের কেন্দ্রে। তেজস্ক্রিয় মৌলকে নিউট্রণ দিয়ে আঘাত করার পর শুরু হয় শৃংখল বিক্রিয়া। একে নিয়ন্ত্রণ করবার জন্য রয়েছে কন্ট্রোল রড। প্রয়োজন অনুযায়ী ক্যাডমিয়াম বা অন্য কোন বিশেষ ধরণের মৌল দিয়ে নির্মিত এই রড কাজ করে মন্থরক হিসেবে। নির্ধারণ করে বিক্রিয়ার গতি। যে তাপ উত্তপন্ন হয় বিক্রিয়ার ফলে সেই তাপ চুল্লীর সাথে সংযুক্ত তরল বাষ্পে রুপান্তরিত হয়ে প্রচন্ড চাপে ছুটে যায় সুনির্দিষ্ট পাইপ দিয়ে বাইরের দিকে। এই চাপেই ঘুরতে শুরু করে টারবাইন। টারবাইন ঘুরানোর ফলে বিদ্যুৎ উৎপাদন হয় যেমনটা হয় জলবিদ্যুৎ কিংবা ডিজেল জেনারেটরে। বাষ্প সেই পাইপ দিয়ে শীতলীকারক চেম্বারের ভিতর দিয়ে তরলীকৃত অবস্থায় আবার ফিরে যায় চুল্লীর সুরক্ষিত এলাকায়। শীতলীকারক চেম্বারে সাধারণত প্রচুর পানি ব্যবহার করা হয় ঐ তেজষ্ক্রিয় বাষ্পকে শীতল করার জন্য। এই অংশটি অত্যন্ত সতর্কতার সাথে করতে হয় যাতে চুল্লীর তেজষ্ক্রিয় বাষ্পের সংস্পর্শে কোন কিছুই না আসে। কারণ এই তেজষ্ক্রিয়া ক্যান্সারের অন্যতম কারণ। আমরা সাধারণত যে বিশাল চুল্লী দেখী তা মূলত শীতলীকারক অংশ।

বর্তমান বিশ্বপরিস্থিতে পারমানবিক বিদ্যুতের গুরুত্ব
১৯৭৪ সালে আন্তর্জাতিক আনবিক সংস্থার ধারণা ছিল ২০০০সালে ৪.৪৫ মিলিয়ন মেগাওয়াট পারমানবিক বিদ্যুৎ উৎপাদিত হবে। ১৯৮৬ সালে চেরনোবিল দূর্ঘটনার পর দেখা যায় উৎপাদিত বিদ্যুৎএর মোট পরিমাণ ০.৫০৫ মিলিয়ন মেগাওয়াটের বেশি না। আর ১৯৯৮ সালে তা দাঁড়ায় ০.৩৬৭ মিলিয়ন মেগাওয়াট। ১৯৮৬ সালে ৩৯৪টি পারমানবিক বিদ্যুৎ চুল্লী চালু ছিল, নির্মাণাধীন ছিল ১৬৪টি। ২০০৭ সাল নাগাদ ৪৩৪ টি প্লান্ট কাজ করছে এবং নির্মানাধীন আছে ২৮টি।



পারমানবিক বিজ্ঞানের জন্মকথা...
আপনার ঘরে লবনদানাটার শক্তি কত জানেন? কল্পনা করুন দেখি। আট দশটা হাতি তার কাছে কিছুই না। খুব হাস্যকর বলে মনে হলেও যা বলছি সেটাই বর্তমান বিজ্ঞান বলে থাকে। তাহলে সঠিক হিসাবটা দেই। যদি একটা লবনদানার ভর এক গ্রামের এক হাজার ভাগের এক ভাগ হয় তাহলে সেটা আপনার দেখা সাধারন মানের একটা ফ্রিজকে মোটামুটি শপাঁচেক বছর চালাতে পারবে। হ্যাঁ, ৫০০ বছর কিংবা তার চেয়েও বেশি! আইনস্টাইন তার বিখ্যাত ভর শক্তি সমীকরন দিয়ে এই কথাটি বলে গিয়েছেন প্রায় শতবর্ষ পূর্বেই। কিন্তু আইনস্টাইনের পূর্বে এই শক্তির আভাস পেয়েছিলেন হেনরি বেকেরেল, মাদাম কুরী ও পিয়েরে কুরী। ইউরেনিয়াম নামক খনিজের আকরিক থেকে একদম অকারণেই বিকিরণ নির্গত হবার ঘটনা পর্যবেক্ষণ করেন তিনি। কোন ব্যাখ্যা তিনি তখন দিতে পারেননি। তিনি এই বিকীর্ণ রস্মির নাম দেন ‘ইউরানিক রশ্মি’ অনেকটা ইউরেনিয়ামের নাম থেকেই। ইউরানিক একটি বিশেষণ যা ইঙ্গিত করে মহাজাগতিক ব্যাখ্যাতিত কোন ঘটনাকে। কিন্তু ১৮৯৬ সালে বেকেরেল ও রন্টগেন যখন এই ঘটনা দেখে শুনে এক্স-রে নিয়ে মেতে উঠলেন, পোলিশ বংশদ্ভুত বিজ্ঞানী মাদাম কুরী বিপুল আগ্রহ নিয়ে পড়লেন এই ব্যাখ্যাতিত রশ্মির ব্যাখ্যা দিতে। এই যাত্রায় তার উপযুক্ত সঙ্গী হলেন বিজ্ঞানী ও সহধর্মী পিয়েরে কুরী। দীর্ঘ চড়াই উৎরাই পার করে ১৮৯৮ সালে তারা আবিষ্কার করলেন আরো দুটি তেজষ্ক্রিয় মৌল রেডিয়াম ও পোলোনিয়াম। দেখা গেল, ভারী মৌলসমূহের নিউক্লিয়াস খুব অস্থিতিশীল। তারা ক্রমাগত ভাংগে আর ভর হারায়। আর এই ভরটাই তেজষ্ক্রিয় রশ্মি আকারে বিপুল শক্তি নিয়ে ছড়িয়ে পড়ে চারিদিকে। এমনকি ভেদ করে যায় পুরু সীসার পাতকেও! বিজ্ঞানীরা ভাবতে শুরু করলেন কিভাবে এই শক্তিকে কাজে লাগানো যায়...

ভর-শক্তি সমীকরণ ও চেইন-রিঅ্যাকশন জন্ম দিল নতুন প্রযুক্তি
আইনস্টাইন দেখালেন নিউক্লিয়াস ভাঙলেই প্রচুর শক্তি।এ এক নতুন অভিজ্ঞতা, নতুন ধরণের বিক্রিয়া। ১০০০ গ্রাম ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসকে ঠুকে দিলাম একটা নিউট্রন দিয়ে। নিউক্লিয়াসের বজ্র আঁটুনি গেল ভেঙ্গে। কিন্তু ভাঙ্গা টুকরো গুলো জোড়া দিয়ে পেলাম মাত্র ৯৯৯ গ্রাম। তাহলে ১গ্রাম গেলো কোথায়? এই ভরটাই নিউক্লীয় বিক্রিয়ায় রূপান্তরিত হয় শক্তিতে। এটি ঘটে আইনস্টাইনের বিখ্যাত সুত্র E=MC2 অনুযায়ি। এখানে E হচ্ছে উৎপনড়ব শক্তি, M পদার্থের ভর, আর C হলো আলোর গতিবেগ। এই শক্তি ৩০ মিলিয়ন মিলিয়ন ফুট-পাউন্ড যান্ত্রিক শক্তির সমান বা ১১ মিলিয়ন কিলোওয়াট ঘন্টা বিদ্যুৎ শক্তির সমতুল্য। ১৫০০ টন কয়লা কিংবা ২ লক্ষ গ্যালন গ্যাসোলিন পোড়ালে সমপরিমান শক্তি পাওয়া যেতে পারে।

চেইন রি-অ্যাকশন
গল্প এখানেই শেষ হলে মনে হয় অনেক বড় সমস্যার সমাধান হয়ে যেত! জন্মই হত না অ্যাটম বোমার। এই গল্পটা হচ্ছে চেইন রি-অ্যাকশন বা শৃংখল বিক্রিয়া। যখন ফিশন বিক্রিয়ায়(মানে ভাঙ্গন) নিউট্রন দিয়ে আঘাত করে একটা ইউরেনিয়াম ভাঙ্গা হয় আরো তিনটা নিউট্রন ছিটকে বের হয়ে আসে শক্তির সাথে সাথে। এই তিনটা নিউট্রন চলে যায় আরো তিনটা ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসকে ভাঙতে। সেগুলো ভাঙ্গে সারা হলে বেরিয়ে আসে আরো মোট নয়টা! এরপর তারা ভেঙ্গে বের করে সাতাশটা! এই ঘটনা যদি চলতে দেয়া যায় তাহলে যে বস্তুটি পাওয়া যায় তার নাম হল ‘অ্যাটম বোমা!’ আর শক্তির চাহিদা অনুযায়ী এই বিক্রিয়াকে নিয়ন্ত্রণে রাখার কাজটি করা হয় যে পাত্রে তার নাম হল ‘নিউক্লিয়ার রি-অ্যাকটর বা পারমানবিক চুল্লী’। তবে যদি পাত্রের আয়োজনে কোথাও সমস্যা দেখা যায় তবে কি হয় তার উদাহরণ হচ্ছে চেরনোবিল ও ফুকুশিমা। এ নিয়ে আমরা অন্য স্থানে আলোচনা করবো। এই সর্বশেষ উল্লেখিত বস্তুটিই স্থাপন করা হতে যাচ্ছে আমাদের পাবনার রুপপুরে।




কিভাবে কাজ করে পারমানবিক বিদ্যুৎ প্রকল্প


void(1);



মূল বিক্রিয়াটি সঙ্ঘটিত হয় চুল্লী বা রি-অ্যাক্টরের কেন্দ্রে। তেজস্ক্রিয় মৌলকে নিউট্রণ দিয়ে আঘাত করার পর শুরু হয় শৃংখল বিক্রিয়া। একে নিয়ন্ত্রণ করবার জন্য রয়েছে কন্ট্রোল রড। প্রয়োজন অনুযায়ী ক্যাডমিয়াম বা অন্য কোন বিশেষ ধরণের মৌল দিয়ে নির্মিত এই রড কাজ করে মন্থরক হিসেবে। নির্ধারণ করে বিক্রিয়ার গতি। যে তাপ উত্তপন্ন হয় বিক্রিয়ার ফলে সেই তাপ চুল্লীর সাথে সংযুক্ত তরল বাষ্পে রুপান্তরিত হয়ে প্রচন্ড চাপে ছুটে যায় সুনির্দিষ্ট পাইপ দিয়ে বাইরের দিকে। এই চাপেই ঘুরতে শুরু করে টারবাইন। টারবাইন ঘুরানোর ফলে বিদ্যুৎ উৎপাদন হয় যেমনটা হয় জলবিদ্যুৎ কিংবা ডিজেল জেনারেটরে। বাষ্প সেই পাইপ দিয়ে শীতলীকারক চেম্বারের ভিতর দিয়ে তরলীকৃত অবস্থায় আবার ফিরে যায় চুল্লীর সুরক্ষিত এলাকায়। শীতলীকারক চেম্বারে সাধারণত প্রচুর পানি ব্যবহার করা হয় ঐ তেজষ্ক্রিয় বাষ্পকে শীতল করার জন্য। এই অংশটি অত্যন্ত সতর্কতার সাথে করতে হয় যাতে চুল্লীর তেজষ্ক্রিয় বাষ্পের সংস্পর্শে কোন কিছুই না আসে। কারণ এই তেজষ্ক্রিয়া ক্যান্সারের অন্যতম কারণ। আমরা সাধারণত যে বিশাল চুল্লী দেখী তা মূলত শীতলীকারক অংশ।

void(1);

বর্তমান বিশ্বপরিস্থিতে পারমানবিক বিদ্যুতের গুরুত্ব
১৯৭৪ সালে আন্তর্জাতিক আনবিক সংস্থার ধারণা ছিল ২০০০সালে ৪.৪৫ মিলিয়ন মেগাওয়াট পারমানবিক বিদ্যুৎ উৎপাদিত হবে। ১৯৮৬ সালে চেরনোবিল দূর্ঘটনার পর দেখা যায় উৎপাদিত বিদ্যুৎএর মোট পরিমাণ ০.৫০৫ মিলিয়ন মেগাওয়াটের বেশি না। আর ১৯৯৮ সালে তা দাঁড়ায় ০.৩৬৭ মিলিয়ন মেগাওয়াট। ১৯৮৬ সালে ৩৯৪টি পারমানবিক বিদ্যুৎ চুল্লী চালু ছিল, নির্মাণাধীন ছিল ১৬৪টি। ২০০৭ সাল নাগাদ ৪৩৪ টি প্লান্ট কাজ করছে এবং নির্মানাধীন আছে ২৮টি।