নবায়নযোগ্য শক্তিপদার্থবিজ্ঞানপরিবেশ

পৃথিবীর বুকে কৃত্রিম সূর্য! তাও চাইনিজ!

EAST এর গবেষণাগারে জন্ম নেয়া এক ক্ষুদে বা মিনিয়েচার সূর্যের কথা...

উদ্ভট কাজ করায় চাইনিজদের যেন জুড়ি নেই। তাদের ভাষাটাও পৃথিবীর অন্যান্য দেশের ভাষা থেকে অনেক ভিন্ন! আর আজব আজব আবিষ্কারের কথাতো অনেকে জানেনই! সেই সূত্র ধরে চীনা বিজ্ঞানীরা করে বসলো আরেক উদ্ভট কাজ! যাকে সহজ ভাষায় পৃথিবীর বুকেই পরীক্ষাগারে কৃত্রিমভাবে একটা ক্ষুদ্র সূর্যের মত কিছু বানিয়ে ফেলা বলা চলে। তবে জেনে অবাক হবেন, তাদের এই তথাকথিত কৃত্রিম “সূর্য” র তাপমাত্রা আসল সূর্যের চাইতেও বহু, বহু বেশি!
চায়নার Institution Of Plasma Physics/ Chinese Academy Of Science সম্প্রতি তাদের গবেষণাগারে অবস্থিত Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) নিউক্লিয়ার রিয়্যাক্টরে পারমাণবিক ফিউশন প্রক্রিয়া ঘটিয়ে এমন কিছুই করে বসলো। মজার ব্যাপার হচ্ছে এই কিছুদিন আগেই চায়না আকাশে কৃত্রিম চাঁদ প্রতিস্থাপনের মত উদ্ভট খবর দিয়ে তাবৎ পৃথিবীর অনেক বিজ্ঞানীকে অবাক করে দিয়েছিল। কৃত্রিম চাঁদের ব্যাপারটা নিয়ে আলোচনা – সমালোচনার ঝড় কাটিয়ে উঠতে না উঠতেই এরই মাঝে চীনা বিজ্ঞানীরা দিয়েছেন এই আজব তথ্য। প্রতীকী অর্থে বুঝানো এই কৃত্রিম সূর্যটা হল মূলত একধরণের নিউক্লিয়ার প্লাজমা রিয়্যাক্টরে করা গবেষণায় উৎপন্ন অকল্পনীয়মাত্রার উত্তপ্ত এনার্জি কোর। বা সহজ সাবলীল বাংলায় বলা চলে একধরণের শক্তি বলয়। উল্লেখ্য গবেষণাকার্য পরিচালনাকারী Institution Of Plasma Physics প্রতিষ্ঠানটি হল চীনার বিখ্যাত Chinese Academy Of Siences একট অঙ্গপ্রতিষ্ঠান। ২০১২ সাল থেকে প্রকল্পটি খুব ধীরগতিতে এগিয়ে যাচ্ছিল। যা এসে একটা যুগান্তকারী রুপ নেয় কিছুদিন আগে। শক্তিসঞ্চয় বা Energy Harnessing এর জন্যে গড়া এই প্রকল্পটির আগে কাজটা দেয়া হয়েছিল the green-light প্রতিষ্ঠানটিকে, সেই বিশ বছর আগে, ১৯৯৮ সালে। পরবর্তী পদক্ষেপ হিসেবে প্রকল্পটি নিয়ে কাজ শুরু করে প্লাজমা ফিজিক্স এর প্রতিষ্ঠানটি। প্রকল্পটিতে ব্যবহৃত রিয়্যাক্টরটি মোটা রিং আকৃতির, যার ভেতরেই এই প্লাজমা কোর উৎপন্নের কাজ চলেছে।
এর আগেরবার প্রতিষ্ঠানটি তাদের একই প্রকল্পের আওতায় দুইবছর আগে ২০১৬ সালে তাদের পুরোনো রিয়্যাক্টর, যার ব্যাস ৫মিটারের ছিল, তাতেও একটা উচ্চ তাপমাত্রার প্লাজমা কোর উৎপন্ন করে যার তাপমাত্রা ছিল ৫০ মিলিয়ন বা ৫ কোটি কেলভিন (৪.৯৯৯৮৭২৬.৮৫ কোটি ডিগ্রী সেলসিয়াস) ! অর্থাৎ যা সূর্যের ভেতরের Core বা কেন্দ্রের চাইতেও ৩ গুণ বেশি! যেটাকে নিয়ন্ত্রন করা হয়েছিল ১০২ সেকেন্ড এর জন্যে!

এবং তারই ধারাবাহিকতায় বানানো এই নতুন প্লাজমা রিয়্যাক্টরটি আরো বড়, আরো শক্তিশালি আর স্বভাবতই আরো কর্মক্ষম!
EAST এর তৈরী নতুন প্লাজমা রিয়্যাক্টরটি লম্বায় মোটমাট এগারো মিটার বা প্রায় সাইত্রিশ ফিট! আর চওড়ায় (ব্যস) ৮ মিটার বা প্রায় ছাব্বিশ ফিট এবং ওজনে ৩৬০ টন!
এবং, তারচে বড় কথা হল, এই নতুন রিয়্যাক্টরটি শুধু তাদের নিজেদের নয়, গোটা বিশ্বেরই করা প্লাজমা ফিজিক্সের সকল গবেষণায় উৎপন্ন প্লাজমা কোরের তাপমাত্রার রেকর্ড ভেঙে বসেছে!
এর ভেতরে উৎপন্ন প্লাজমার তাপমাত্রা ছিল আগেরবারের দ্বিগুণ, অর্থাৎ সূর্যের একদম ভেতরের কোর আর সূর্যের সবচাইতে উত্তপ্ত অংশের তাপমাত্রার চাইতেও ছয়গুণ বেশি!
অর্থাৎ দশ কোটি (১০০,০০০,০০০) ডিগ্রী সেলসিয়াস!
ভাবা যায় এই তাপমাত্রা কতটা বেশি!
সূর্যের উপরিভাগের গড় তাপমাত্রা ৫০০০ ডিগ্রী সেলসিয়াস আর এর হেলিওস্ফিয়ার বা বাইরের করোনার যে ছটাময় অংশ থাকে তার তাপমাত্রা দশ লাখ ডিগ্রী সেলসিয়াস বা তার উপরে। আর সেই উত্তাপের অতি ক্ষুদ্র একটা অংশ পনেরো কোটি কিলোমিটার পথ পেরিয়ে আমাদের পৃথিবীতে এসে পড়লে তাতেই আমরা ৪০ – ৪৫ ডিগ্রী তাপমাত্রায় প্রাণ যায় যায় অবস্থার মধ্যে পড়ে যাই। আর সেখানে এই চুল্লিতে উৎপন্ন করা হল কোটি ডিগ্রী সেলসিয়াসের কিছু একটা! তাও পৃথিবীপৃষ্ঠতেই! ভাবতেও অবাক লাগে তাইনা?
রিয়্যাক্টরটিতে মূলত হাইড্রোজেনের দুই আইসোটোপ Deuterium আর Tritium এর পারষ্পরিক ফিউশনের কার্য পরিচালনা করার চিন্তা করা হয়েছিল। যারা আইসোটোপ কি তা জানেন না, এই আইসোটোপ হল একই মৌলের ভিন্ন ভিন্ম পরমাণুর নিউক্লিয়াস বা কেন্দ্র যাতে প্রোটনের সংখ্যা এক থাকলেও নিউট্রনের সংখায় তারতম্য থাকে, কিন্তু উপর থেকে তাদের কেমিক্যাল প্রোপার্টি একই রকম থাকে। আর ফিউশন হল এমন এক প্রক্রিয়া যাতে একাধিক পরমাণুকে একসাথে মিলিয়ে ফেলা হয়, যাতে সবগুলোর একত্রিতকরণের মাধ্যমে শক্তি উৎপন্ন হয়। বা বলা চলে শক্তিটাকে আলাদা করে পাওয়া যায়। আর এই শক্তিকে আলাদাভাবে পাওয়ার ব্যাপারটাই হচ্ছে শক্তিসঞ্চিতকরণ বা Energy Harnessing ।
আর এই প্রক্রিয়ায় ডিউটেরিয়াম আর ট্রিটিয়াম আইসোটোপ এর মাঝে ফিউশন ঘটানোর জন্যে কোটি ডিগ্রী সেলসিয়াস তাপমাত্রা দরকার! কেননা নিম্ন তাপমাত্রায় এই আইসোটোপগুলো পাশাপাশি থাকলেও তাদের মধ্যে ফিউশন ঘটানোটা সম্ভব নয়। ফলে দুই আইসোটোপ এরই দরকার পরে খুব খুব উচ্চতাপমাত্রা। আর সেই কাঙ্খিত তাপমাত্রা এতোটাই বেশি যে তা সূর্যের অভ্যন্তরের তাপমাত্রাকেও ছাড়িয়ে যাবে।
আমরা অনেকেই জানি সূর্যের অভ্যন্তরে অত্যন্ত উচ্চতাপমাত্রার ফলে নানারকম মৌলের মাঝে ফিউশন ক্রিয়া চলে। আর সবচে বড় কথা হল এই ফিউশন ক্রিয়া থেকেই নতুন নতুন মৌলের জন্ম হয়েছে!
আর এইসবই সম্ভব হয়েছে এমন অকল্পনীয় উচ্চ তাপমাত্রার কারণে। এখানেও বিজ্ঞানীরা ঠিক তাই করেছেন।

এখন অনেকে ভাবতে পারেন, “ধুর! কীসের সাথে কীসের তুলনা! এটা সূর্য হয় কিভাবে? এটাতো একটা ফিউশন! ফিউশনকে সূর্যের সাথে তুলনা করে ক্ষুদে সূর্য বানিয়ে দিলে হবে নাকি? তাও আবার গোলগাল না ডোনাট বা মোটা রিং আকৃতির ক্ষুদে সূর্য! এ কেমন সূর্য?”
এর উত্তরে বলতে হবে, হ্যা, কৌশলগতভাবে অবশ্যই একে সূর্যের সাথে বা বলা চলে তারাদের সাথে তুলনা করা যেতেই পারে। আর রইলো সূর্যের কথা, এখানে অন্যান্য তারার চাইতে সূর্যটাই আমাদের কাছের, আমরা তারই পরিবারের অংশ। আর এই তুলনা সূর্যের সাথেই ভাল মানায় বলেই সূর্যের মিনিয়েচার বা ক্ষুদে রুপ আখ্যা দেয়া। আর অপরদিক হিসেব করলে বলতে হবে এটার নামের সাথে সূর্য শব্দটা বেশ সাবলীলভাবে জুড়ে দেয়া যায় যার কারণ হচ্ছে প্লাজমা (Plasma)। প্লাজমা হচ্ছে পদার্থের খুব বিশেষ একটা অবস্থা যা আমাদের পরিচিত পদার্থের তিন রুপের বাইরের একটি। এবং যা পদার্থের চারটি রুপ বা State এর একটি। সূর্য আর অন্যান্য তারকারা মূলত একহারাভাবে এই প্লাজমা দিয়েই তৈরী। তার উপর তারাদের গঠণ মানুষ বা প্রাণির মত এত জটিল অঙ্গপ্রত্যঙ্গে ভরা না। এছাড়া তারাদের মাঝেও স্বাভাবিক প্রক্রিয়ায় ফিউশন হয়, তাপ উৎপন্ন হয়, জ্বালানী ব্যয় হয়, এনার্জি বা শক্তি বিচ্ছুরিত হয় যার একটা উদাহরণ হচ্ছে সৌরশক্তি। তো তাই সবকিছু বিবেচনা করলে তারাদের ক্ষুদের রুপ এমন কিছুই হবে যা প্লাজমা’র একটা সম্মিলিত রুপ, যা প্রচন্ডরকমের উত্তপ্ত আর যার উত্তাপের ফলে এর মাঝে ফিউশন হয় এবং যে ফিউশন থেকে এটি বিদ্যুৎ শক্তি উৎপন্ন করতে পারে! চাক সেটা ভিন্ন আকৃতিরই হোক না কেনো।
সুতরাং সে হিসেবে বলতে গেলে চীনারা আসলেই তাদের রিয়্যাক্টরে সূর্যের এক ক্ষুদে রুপ বানিয়ে বসেছে। তাও আবার সূর্যের চাইতেও বেশি তেজস্বী!

কৃত্রিম সূর্য বানিয়ে লাভ?

সবচে প্রথম কিন্তু এই প্রশ্নটাই আসবে অনেকের মাথাতে, যে এইযে এত জল্পনা কল্পনা করে তৈরী করা চীনাদের এই ক্ষুদে সূর্য। এতে লাভ কি?
এর উত্তরটা বলতে গেলে আলোচনার উপরেই বলে দেয়া হয়েছে যেন।
ফিউশন প্রক্রিয়াতে আইসোটোপগুলোর মাঝ থেকে শক্তি বা Energy পাওয়া যায়। এটা ঠিক সেই রুপেই শক্তি বিচ্ছুরণের প্রক্রিয়া যা হিরোশিমা আর নাগাসাকিতে ফেলা বোমায় ব্যবহার করা হয়েছে, আর যা আইনস্টাইন সাহেবের ঐ একই E=MC^2 এর নিয়ম মেনেই চলে। ভাবতে পারেন, ঐ ফুট কয়েক লম্বা আর বড়জোর দুই আড়াই ফুট চওড়া বোমাখানা কি পরিমাণ শক্তির বিচ্ছুরণ ঘটিয়েছিল এই ফিউশন প্রক্রিয়াকে কাজে লাগিয়ে?! গোটা একটা শহরকে মূহুর্তে ঝলসে দিয়েছে এক নিমিষে! সুতরাং একথা বলা বাহুল্য যে রিয়্যাক্টরে তৈরী সূর্যটা কোনো বিনোদনের লক্ষ্যবস্তু নয়। এটা কেবল অন্য এক উদ্দেশ্য সাধণের জন্যে পরিচালিত প্রক্রিয়ার এক অতি প্রয়োজনীয় অংশ। আর সেই উদ্দেশ্যটা হল শক্তি। Energy…
আর এই শক্তির প্রাপ্তির জন্যে প্রয়োজন কাঙ্খিত ফিউশন, কাঙ্খিত ফিউশনের জন্যে প্রয়োজন উত্তাপ আর উত্তাপ বাড়াতে গিয়েই জন্ম এই প্লাজমা বলয়ের।
বিভিন্ন প্রকারের বাহ্যিক শক্তি আমাদের দৈনন্দিন জীবনের অপরিহার্য অংশ। খাবারের জন্যে দরকার তাপশক্তি, ঘরের টিভি, কম্পিউটার, গেম কনসোল থেকে শুরু করে টিভি, পাখা, এসি এমনকি যানবাহনের জন্যেও বিদ্যুৎশক্তির প্রয়োজন পড়ে। অপরদিকে গ্যাসের মত প্রাকৃতিক শক্তি যেমন সীমিত, তেমনি বিভিন্ন ক্ষেত্রে গ্যাস ও পেট্রোলের মত জ্বালানি বায়ুমন্ডলে কার্বন যৌগ আর অন্যান্য গ্যাস নির্গত করে Greenhouse Effect ও বাড়াচ্ছে। ফলে ঘুরেফিরে বিকল্প হিসেবে সবচে বেশি দরকার পড়ছে বিদ্যুৎশক্তির। আর নিত্যনতুন প্রযুক্তি, বাড়তি জনসংখ্যা, নগরায়ন প্রভৃতির বাড়তি চাপে এখন ক্রমেই আমাদের আরো জ্বালানী/শক্তি দরকার। সুতরাং সবমিলিয়ে ক্লীন এনার্জি বা দুষণমুক্ত শক্তির উৎসের কথা ভাবলে কিন্তু চাহিদার চাপটা কিন্তু বিদ্যুৎশক্তির দিকেই পড়ছে। আর সেই লক্ষ্যেই এই চীনা বিজ্ঞানীদের অক্লান্ত পরিশ্রমে কাজ করে যাওয়া। সেই লক্ষ্যেই এই রিয়্যাক্টর আর সেই লক্ষ্যপূরণের প্রক্রিয়াতেই জন্ম এই ক্ষুদে সূর্যের।
এপ্রসঙ্গে Australian National University এর ফিজিক্স এর সহকারী প্রভাষক Matthew Hole বলেন, “এটা নিশ্চিতভাবেই চায়নার নিউক্লিয়ার ফিউশনের ক্ষেত্রে বেশ গুরুত্বপূর্ণ একটা ধাপ, আর সারা বিশ্বের কাছে উন্নয়নের এক অতি গুরুত্বপূর্ণ দিক।”
তিনি বলেন, “এর সুফলটা একদম সোজাসাপটা, বিপুল আকারে শক্তি উৎপন্ন করতে পারা এবং এমন এক শক্তি যা থেকে গ্রীনহাউস প্রতিক্রিয়ার ঝুঁকি জিরো পার্সেন্ট, আর সাথেই যার কোনো তেজস্ক্রিয় পার্শ্বপ্রতিক্রিয়াও নেই।”
Tokamak Energy নামের এর কোম্পানীটি প্রত্যাশাস্বরুপ দাবি জানিয়ে বলেছে যে আগামী ২০৩০ সালের মাঝেই হয়তো এইধরণের রিয়্যাক্টর শক্তি উৎপাদনের কাজে পুরোপুরি প্রচলিত (Available) হয়ে যাবে।
যদিও সময়টা বেশ দীর্ঘ, তবু এটা মানব সভ্যতার জন্যে অন্যান্য দুষণময় অধ্যায় এর চাইতে ঢের ভাল কিছুর ইঙ্গিতই করে। সাথেই তা ইশারা করে আগামীতে বিদ্যুতের উপর নির্ভর করা প্রয়োজনের স্বাপেক্ষে হওয়া ভবিষ্যতের আরো কিছু যুগান্তকারী আবিষ্কারকেও।
শত হোক, “প্রয়োজনই হচ্ছে আবিষ্কারের জননী…”

তো আজ পৃথিবীর বুকে মানবনির্মিত ক্ষুদে সূর্য নিয়ে আমাদের এই আলোচনা এ পর্যন্তই। আগামীতে আবারো হয়তো ফিরে আসবো ভিন্ন কোনো বিষয় নিয়ে।
ততক্ষণ ভাল থাকুন,
সুস্থ থাকুন,
নিজের খেয়াল রাখুন
আর বিজ্ঞানবর্তিকার সাথেই থাকুন…

তথ্যসূত্রঃ

https://www.mirror.co.uk/science/china-built-artificial-sun-its-13588517.amp

https://interestingengineering.com/china-develops-artificial-sun-that-reaches-100-million-degrees-celsius

আপনার মতামত লিখুন :

Back to top button
Close