পারমাণবিক জ্বালানি : কী এবং কীভাবে বিদ্যুৎ তৈরি হয়

বর্তমানে বিশ্বজুড়ে জ্বালানি সংকট এবং বিকল্প শক্তির উৎস নিয়ে আলোচনার কেন্দ্রে উঠে এসেছে পারমাণবিক শক্তি। আধুনিক প্রযুক্তিনির্ভর এ শক্তির উৎসকে ঘিরে যেমন আগ্রহ বাড়ছে, তেমনি এর কার্যপ্রণালি সম্পর্কেও অনেকের কৌতূহল রয়েছে।

পরমাণুর কেন্দ্র থেকে প্রাপ্ত শক্তিকে কাজে লাগিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদনের পদ্ধতিকে পারমাণবিক জ্বালানি বলা হয়। পরমাণুর কেন্দ্র নিউক্লিয়াস গঠিত হয় প্রোটন ও নিউট্রন দিয়ে।

মূলত দুটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে এ শক্তি উৎপন্ন হতে পারে—ফিশন (বিভাজন) ও ফিউশন (সংযোজন)। বর্তমানে বিশ্বব্যাপী বিদ্যুৎ উৎপাদনে ফিশন পদ্ধতিই ব্যবহৃত হচ্ছে।

ফিশন হলো এমন একটি প্রক্রিয়া, যেখানে একটি ভারী পরমাণু ভেঙে একাধিক ছোট অংশে পরিণত হয়। অন্যদিকে, ফিউশনে একাধিক হালকা পরমাণু মিলিত হয়ে শক্তি সৃষ্টি করে। তবে ফিউশন প্রযুক্তি এখনো পরীক্ষামূলক পর্যায়েই রয়েছে।

ফিশন প্রক্রিয়ায় সাধারণত ইউরেনিয়াম-২৩৫ ব্যবহার করা হয়। একটি নিউট্রন যখন এ পরমাণুর নিউক্লিয়াসে আঘাত করে, তখন সেটি বিভক্ত হয়ে দুটি ছোট নিউক্লিয়াসে পরিণত হয়। এতে অতিরিক্ত নিউট্রন ও বিপুল তাপশক্তি উৎপন্ন হয়।

উৎপন্ন নিউট্রনগুলো আবার অন্যান্য ইউরেনিয়াম পরমাণুর সঙ্গে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়ে একই প্রক্রিয়া অব্যাহত রাখে। এভাবেই একটি ধারাবাহিক বিক্রিয়া বা চেইন রিঅ্যাকশন গড়ে ওঠে।

এ বিক্রিয়ায় উৎপন্ন তাপই পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রের মূল শক্তির উৎস। কয়েকটি ধাপের মাধ্যমে এ তাপকে বিদ্যুতে রূপান্তর করা হয়।

প্রথমে রিঅ্যাক্টরের ভেতরে ফিশনের মাধ্যমে তাপ উৎপন্ন হয়। এই তাপে পানি বাষ্পে পরিণত হয়ে উচ্চচাপ সৃষ্টি করে। ওই বাষ্প টারবাইন ঘোরায় এবং টারবাইনের সঙ্গে যুক্ত জেনারেটর ঘুরে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।

পুরো প্রক্রিয়াটি কাঠামোগতভাবে কয়লা বা গ্যাসচালিত বিদ্যুৎকেন্দ্রের সঙ্গে কিছুটা মিল থাকলেও এখানে জ্বালানির উৎস হিসেবে ব্যবহৃত হয় পরমাণুর অভ্যন্তরীণ শক্তি।

পারমাণবিক জ্বালানির প্রধান উপাদান ইউরেনিয়াম, যা বিভিন্ন খনিজ ও শিলায় পাওয়া যায়। এর দুটি গুরুত্বপূর্ণ আইসোটোপ হলো ইউরেনিয়াম-২৩৮ ও ইউরেনিয়াম-২৩৫। প্রাকৃতিকভাবে ইউরেনিয়াম-২৩৮ এর পরিমাণ বেশি হলেও এটি সরাসরি ফিশনের জন্য উপযোগী নয়। অপরদিকে ইউরেনিয়াম-২৩৫ তুলনামূলকভাবে কম থাকলেও এটি ফিশন বিক্রিয়া ঘটাতে সক্ষম।

এ কারণে ইউরেনিয়ামকে বিশেষ প্রক্রিয়ায় সমৃদ্ধ করে ইউরেনিয়াম-২৩৫ এর ঘনত্ব বাড়ানো হয়। এরপর এটি কার্যকর পারমাণবিক জ্বালানি হিসেবে ব্যবহৃত হয়।