মানবতা সর্বদা শক্তির নতুন উত্সের সন্ধানে রয়েছে যা অনেক সমস্যার সমাধান করতে পারে। যাইহোক, তারা সবসময় নিরাপদ নয়। সুতরাং, বিশেষ করে, যেগুলি আজ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যদিও তারা প্রত্যেকের প্রয়োজন এমন বিপুল পরিমাণ বৈদ্যুতিক শক্তি তৈরি করতে সক্ষম, তবুও তাদের মধ্যে বহন করে মারাত্মক বিপদ. কিন্তু, শান্তিপূর্ণ উদ্দেশ্য ছাড়াও, আমাদের গ্রহের কিছু দেশ এটিকে সামরিক উদ্দেশ্যে ব্যবহার করতে শিখেছে, বিশেষ করে পারমাণবিক ওয়ারহেড তৈরি করতে। এই নিবন্ধটি এই ধরনের ধ্বংসাত্মক অস্ত্রের ভিত্তি নিয়ে আলোচনা করবে, যার নাম অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়াম।
সংক্ষিপ্ত তথ্য
ধাতুর এই কমপ্যাক্ট ফর্মটিতে 239Pu আইসোটোপের ন্যূনতম 93.5% রয়েছে। অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়ামের নামকরণ করা হয়েছিল যাতে এটি এর "চুল্লি-গ্রেড প্রতিরূপ" থেকে আলাদা করা যায়। নীতিগতভাবে, প্লুটোনিয়াম সর্বদা একেবারে যেকোন পারমাণবিক চুল্লিতে গঠিত হয়, যা, ফলস্বরূপ, কম-সমৃদ্ধ বা প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামে কাজ করে, যার মধ্যে বেশিরভাগ অংশে 238U আইসোটোপ থাকে।
সামরিক শিল্পে আবেদন
অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়াম 239Pu পারমাণবিক অস্ত্রের ভিত্তি। একই সময়ে, ভর সংখ্যা 240 এবং 242 সহ আইসোটোপগুলির ব্যবহার অপ্রাসঙ্গিক, কারণ তারা একটি খুব উচ্চ নিউট্রন পটভূমি তৈরি করে, যা শেষ পর্যন্ত অত্যন্ত কার্যকর পারমাণবিক গোলাবারুদ তৈরি এবং নকশাকে জটিল করে তোলে। উপরন্তু, প্লুটোনিয়াম আইসোটোপ 240Pu এবং 241Pu-এর 239Pu-এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে সংক্ষিপ্ত অর্ধ-জীবন রয়েছে, তাই প্লুটোনিয়ামের অংশগুলি খুব গরম হয়ে যায়। এই বিষয়ে প্রকৌশলীরা পারমাণবিক অস্ত্রে অতিরিক্ত তাপ অপসারণের জন্য অতিরিক্ত উপাদান যুক্ত করতে বাধ্য হন। যাইহোক, 239Pu তার বিশুদ্ধ আকারে মানুষের শরীরের চেয়ে উষ্ণ। ভারী আইসোটোপের ক্ষয় প্রক্রিয়ার পণ্যগুলি ধাতুর স্ফটিক জালিকে ক্ষতিকারক পরিবর্তনের সাপেক্ষে এবং এটি স্বাভাবিকভাবেই প্লুটোনিয়াম অংশগুলির কনফিগারেশনকে পরিবর্তন করে, যা শেষ পর্যন্ত, এটিকে বিবেচনায় না নেওয়াও অসম্ভব। কারণ সম্পূর্ণ ব্যর্থতাপারমাণবিক বিস্ফোরক যন্ত্র।
সর্বোপরি, উপরের সমস্ত অসুবিধাগুলি অতিক্রম করা যেতে পারে। এবং অনুশীলনে, "চুল্লি" প্লুটোনিয়ামের ভিত্তিতে ইতিমধ্যে একাধিকবার পরীক্ষা করা হয়েছে। তবে এটি বোঝা উচিত যে পারমাণবিক অস্ত্রগুলিতে তাদের সংক্ষিপ্ততা, কম মৃত ওজন, স্থায়িত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতা কোনওভাবেই কম গুরুত্বপূর্ণ নয়। এই বিষয়ে, তারা একচেটিয়াভাবে অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়াম ব্যবহার করে।
উত্পাদন চুল্লি নকশা বৈশিষ্ট্য
রাশিয়ার প্রায় সমস্ত প্লুটোনিয়াম একটি গ্রাফাইট মডারেটর দিয়ে সজ্জিত চুল্লিগুলিতে উত্পাদিত হয়েছিল। প্রতিটি চুল্লি গ্রাফাইটের নলাকারভাবে একত্রিত ব্লকের চারপাশে নির্মিত।
যখন একত্রিত হয়, গ্রাফাইট ব্লকগুলির মধ্যে বিশেষ স্লট থাকে যাতে কুল্যান্টের ক্রমাগত সঞ্চালন নিশ্চিত করা যায়, যা নাইট্রোজেন ব্যবহার করে। একত্রিত কাঠামোতে উল্লম্বভাবে অবস্থিত চ্যানেলগুলি রয়েছে যা তাদের মাধ্যমে জল শীতল এবং জ্বালানীর উত্তরণের জন্য তৈরি করা হয়েছে। সমাবেশ নিজেই ইতিমধ্যে বিকিরণিত জ্বালানী নিষ্কাশন করতে ব্যবহৃত চ্যানেলের অধীনে খোলার সাথে একটি কাঠামো দ্বারা কঠোরভাবে সমর্থিত। তদুপরি, প্রতিটি চ্যানেল একটি হালকা ওজনের এবং অত্যন্ত শক্তিশালী অ্যালুমিনিয়াম খাদ থেকে একটি পাতলা-প্রাচীরযুক্ত টিউব কাস্টে অবস্থিত। অধিকাংশবর্ণিত চ্যানেলগুলিতে 70টি জ্বালানী রড রয়েছে। শীতল জল সরাসরি জ্বালানী রডগুলির চারপাশে প্রবাহিত হয়, সেগুলি থেকে অতিরিক্ত তাপ সরিয়ে দেয়।
উৎপাদন চুল্লি শক্তি বৃদ্ধি
প্রাথমিকভাবে, প্রথম মায়াক চুল্লিটি 100 মেগাওয়াট তাপশক্তি দিয়ে পরিচালিত হয়েছিল। যাইহোক, সোভিয়েত পারমাণবিক অস্ত্র কর্মসূচির প্রধান নেতা একটি প্রস্তাব করেছিলেন, যেটি ছিল চুল্লিটি শীতের সময় 170-190 মেগাওয়াট এবং গ্রীষ্মে - 140-150 মেগাওয়াট শক্তি নিয়ে কাজ করেছে। এই পদ্ধতিটি চুল্লিটিকে প্রতিদিন প্রায় 140 গ্রাম মূল্যবান প্লুটোনিয়াম উত্পাদন করতে দেয়।
1952 সালে, নিম্নলিখিত পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে অপারেটিং চুল্লিগুলির উত্পাদন ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য পূর্ণাঙ্গ গবেষণা কাজ করা হয়েছিল:
- পারমাণবিক প্ল্যান্টের কোর দিয়ে শীতল এবং প্রবাহিত করার জন্য ব্যবহৃত জলের প্রবাহ বৃদ্ধি করে।
- চ্যানেল লাইনারের কাছাকাছি ঘটে যাওয়া ক্ষয়ের ঘটনাটির প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে।
- গ্রাফাইট অক্সিডেশন হার হ্রাস.
- জ্বালানী কোষের ভিতরে তাপমাত্রা বৃদ্ধি।
ফলস্বরূপ, জ্বালানী এবং চ্যানেলের দেয়ালের মধ্যে ব্যবধান বাড়ানোর পরে সঞ্চালিত জলের থ্রুপুট উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। আমরা জারা পরিত্রাণ পেতে পরিচালিত. এই উদ্দেশ্যে, আমরা সবচেয়ে উপযুক্ত অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো নির্বাচন করেছি এবং সক্রিয়ভাবে সোডিয়াম বাইক্রোমেট যোগ করতে শুরু করেছি, যা শেষ পর্যন্ত শীতল জলের স্নিগ্ধতা বাড়িয়েছে (পিএইচ প্রায় 6.0-6.2 হয়ে গেছে)। নাইট্রোজেনকে ঠান্ডা করার জন্য ব্যবহার করার পরে গ্রাফাইটের অক্সিডেশন একটি চাপের সমস্যা হয়ে দাঁড়ায় (আগে শুধুমাত্র বায়ু ব্যবহার করা হত)।
1950 এর দশকের শেষের দিকে, উদ্ভাবনগুলি বাস্তবে সম্পূর্ণরূপে উপলব্ধি করা হয়েছিল, বিকিরণ দ্বারা সৃষ্ট ইউরেনিয়ামের অত্যন্ত অপ্রয়োজনীয় মুদ্রাস্ফীতি হ্রাস করে, উল্লেখযোগ্যভাবে ইউরেনিয়াম রডগুলির তাপ কঠোরতা হ্রাস করে, ক্ল্যাডিং প্রতিরোধের উন্নতি করে এবং উত্পাদনের মান নিয়ন্ত্রণ বৃদ্ধি করে।
মায়াক এ উৎপাদন
"চেলিয়াবিনস্ক -65" হল সেই গোপন উদ্ভিদগুলির মধ্যে একটি যেখানে অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়াম তৈরি করা হয়েছিল। এন্টারপ্রাইজের বেশ কয়েকটি চুল্লি ছিল এবং আমরা তাদের প্রতিটিকে ঘনিষ্ঠভাবে দেখব।
চুল্লি এ
ইনস্টলেশনটি কিংবদন্তি এন এ ডলেজহালের নেতৃত্বে ডিজাইন এবং তৈরি করা হয়েছিল। এটি 100 মেগাওয়াট শক্তি দিয়ে পরিচালিত হয়েছিল। চুল্লিতে গ্রাফাইট ব্লকে 1149টি উল্লম্বভাবে সাজানো নিয়ন্ত্রণ এবং জ্বালানী চ্যানেল ছিল। কাঠামোর মোট ওজন ছিল প্রায় 1050 টন। প্রায় সমস্ত চ্যানেল (25টি ছাড়া) ইউরেনিয়াম দিয়ে লোড করা হয়েছিল, যার মোট ভর ছিল 120-130 টন। 17টি চ্যানেল কন্ট্রোল রডের জন্য এবং 8টি পরীক্ষার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। সর্বোচ্চ সূচকফুয়েল সেলের ডিজাইন তাপ রিলিজ ছিল 3.45 কিলোওয়াট। প্রথমে, চুল্লিটি প্রতিদিন প্রায় 100 গ্রাম প্লুটোনিয়াম তৈরি করেছিল। প্রথম ধাতব প্লুটোনিয়াম 16 এপ্রিল, 1949 সালে উত্পাদিত হয়েছিল।
প্রযুক্তিগত অসুবিধা
প্রায় অবিলম্বে, বেশ গুরুতর সমস্যা চিহ্নিত করা হয়েছিল, যার মধ্যে অ্যালুমিনিয়াম লাইনারগুলির ক্ষয় এবং জ্বালানী কোষগুলির আবরণ ছিল। ইউরেনিয়াম রডগুলিও ফুলে যায় এবং ক্ষতিগ্রস্থ হয়, যার ফলে শীতল জল সরাসরি চুল্লির কেন্দ্রে লিক হয়ে যায়। প্রতিটি ফুটো হওয়ার পরে, গ্রাফাইটকে বাতাসে শুকানোর জন্য চুল্লিটিকে 10 ঘন্টা পর্যন্ত বন্ধ রাখতে হয়েছিল। 1949 সালের জানুয়ারিতে, চ্যানেল লাইনারগুলি প্রতিস্থাপিত হয়েছিল। এর পরে, 26 মার্চ, 1949 সালে ইনস্টলেশন চালু করা হয়েছিল।
অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়াম, যার উত্পাদন চুল্লি A-তে সমস্ত ধরণের অসুবিধার সাথে ছিল, 1950-1954 সময়কালে 180 মেগাওয়াটের গড় ইউনিট শক্তির সাথে উত্পাদিত হয়েছিল। চুল্লির পরবর্তী অপারেশন আরও নিবিড় ব্যবহারের সাথে শুরু হয়েছিল, যা স্বাভাবিকভাবেই আরও ঘন ঘন শাটডাউনের দিকে পরিচালিত করেছিল (মাসে 165 বার পর্যন্ত)। ফলস্বরূপ, চুল্লিটি 1963 সালের অক্টোবরে বন্ধ হয়ে যায় এবং শুধুমাত্র 1964 সালের বসন্তে পুনরায় কাজ শুরু করে। এটি 1987 সালে সম্পূর্ণরূপে তার প্রচারাভিযান সম্পন্ন করে এবং বহু বছরের অপারেশনের পুরো সময়কালে এটি 4.6 টন প্লুটোনিয়াম উত্পাদন করে।
AB চুল্লি
1948 সালের শরত্কালে চেলিয়াবিনস্ক-65 এন্টারপ্রাইজে তিনটি এবি চুল্লি নির্মাণের সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছিল। তাদের উৎপাদন ক্ষমতা ছিল প্রতিদিন 200-250 গ্রাম প্লুটোনিয়াম। প্রকল্পের প্রধান ডিজাইনার ছিলেন এ. সাভিন। প্রতিটি চুল্লিতে 1996টি চ্যানেল ছিল, যার মধ্যে 65টি নিয়ন্ত্রণ চ্যানেল ছিল। ইনস্টলেশনগুলি একটি প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন ব্যবহার করেছিল - প্রতিটি চ্যানেল একটি বিশেষ কুল্যান্ট লিক ডিটেক্টর দিয়ে সজ্জিত ছিল। এই পদক্ষেপটি রিঅ্যাক্টরের কাজ বন্ধ না করে লাইনারগুলি পরিবর্তন করা সম্ভব করেছে।
চুল্লিগুলির অপারেশনের প্রথম বছর দেখায় যে তারা প্রতিদিন প্রায় 260 গ্রাম প্লুটোনিয়াম উত্পাদন করে। যাইহোক, ইতিমধ্যে অপারেশনের দ্বিতীয় বছর থেকে, ক্ষমতা ধীরে ধীরে বৃদ্ধি করা হয়েছিল, এবং ইতিমধ্যে 1963 সালে এর সংখ্যা ছিল 600 মেগাওয়াট। দ্বিতীয় ওভারহলের পরে, লাইনারগুলির সাথে সমস্যাটি সম্পূর্ণরূপে সমাধান করা হয়েছিল এবং 270 কিলোগ্রামের প্লুটোনিয়ামের বার্ষিক উত্পাদনের সাথে শক্তি ইতিমধ্যে 1200 মেগাওয়াট ছিল। চুল্লিগুলি সম্পূর্ণ বন্ধ না হওয়া পর্যন্ত এই সূচকগুলি ছিল।
AI-IR চুল্লি
চেলিয়াবিনস্ক এন্টারপ্রাইজ ব্যবহৃত হয় এই ইনস্টলেশন 22 ডিসেম্বর, 1951 থেকে 25 মে, 1987 সময়কালে। ইউরেনিয়াম ছাড়াও, চুল্লিটি কোবাল্ট -60 এবং পোলোনিয়াম -210 তৈরি করেছিল। প্রাথমিকভাবে, সুবিধাটি ট্রিটিয়াম তৈরি করেছিল, কিন্তু পরে প্লুটোনিয়াম তৈরি করতে শুরু করেছিল।
এছাড়াও, অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়াম প্রক্রিয়াজাতকরণের জন্য প্লান্টে ভারী জলের উপর কাজ করা অপারেশন রিঅ্যাক্টর এবং একটি একক হালকা জলের চুল্লি ছিল (এর নাম "রুসলান")।
সাইবেরিয়ান দৈত্য
"টমস্ক -7" ছিল উদ্ভিদের নাম, যেখানে প্লুটোনিয়াম তৈরির জন্য পাঁচটি চুল্লি ছিল। প্রতিটি ইউনিট সঠিক শীতল নিশ্চিত করার জন্য নিউট্রন এবং সাধারণ জলকে ধীর করতে গ্রাফাইট ব্যবহার করেছিল।
I-1 চুল্লিটি একটি কুলিং সিস্টেমের সাথে চালিত হয় যেখানে জল একবারের মধ্য দিয়ে যায়। যাইহোক, বাকি চারটি ইনস্টলেশন হিট এক্সচেঞ্জার দিয়ে সজ্জিত বন্ধ প্রাথমিক সার্কিট দিয়ে সজ্জিত ছিল। এই নকশাটি অতিরিক্তভাবে বাষ্প উৎপন্ন করা সম্ভব করে তোলে, যার ফলে বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং বিভিন্ন বাসস্থান গরম করতে সাহায্য করে।
টমস্ক-7-এরও EI-2 নামক একটি চুল্লি ছিল, যার ফলস্বরূপ, একটি দ্বৈত উদ্দেশ্য ছিল: এটি প্লুটোনিয়াম তৈরি করেছিল এবং বাষ্প উৎপন্ন হওয়ার কারণে, 100 মেগাওয়াট বিদ্যুৎ, সেইসাথে 200 মেগাওয়াট তাপ শক্তি উৎপন্ন করেছিল।
গুরুত্বপূর্ণ তথ্য
বিজ্ঞানীদের মতে, অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়ামের অর্ধ-জীবন প্রায় 24,360 বছর। বিশাল সংখ্যা! এই বিষয়ে, প্রশ্নটি বিশেষত তীব্র হয়ে ওঠে: "এই উপাদানটির উত্পাদন থেকে বর্জ্যের সাথে কীভাবে সঠিকভাবে মোকাবিলা করা যায়?" অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়ামের পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের জন্য বিশেষ উদ্যোগের নির্মাণ সর্বোত্তম বিকল্প হিসাবে বিবেচিত হয়। এটি এই বিষয়টি দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে এই ক্ষেত্রে উপাদানটি আর সামরিক উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা যাবে না এবং মানুষের নিয়ন্ত্রণে থাকবে। এইভাবে রাশিয়ায় অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়াম নিষ্পত্তি করা হয়, তবে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র একটি ভিন্ন পথ নিয়েছে, যার ফলে তার আন্তর্জাতিক বাধ্যবাধকতা লঙ্ঘন করা হয়েছে।
এইভাবে, আমেরিকান সরকার শিল্প উপায়ে নয়, বরং প্লুটোনিয়াম পাতলা করে এবং 500 মিটার গভীরতায় বিশেষ পাত্রে সংরক্ষণ করে অত্যন্ত সমৃদ্ধ উপাদান ধ্বংস করার প্রস্তাব করে। এটি বলার অপেক্ষা রাখে না যে এই ক্ষেত্রে উপাদানটি যে কোনও সময় মাটি থেকে সহজেই সরানো যেতে পারে এবং সামরিক উদ্দেশ্যে আবার ব্যবহার করা যেতে পারে। রাশিয়ান রাষ্ট্রপতি ভ্লাদিমির পুতিনের মতে, প্রাথমিকভাবে দেশগুলি এই পদ্ধতিতে প্লুটোনিয়াম ধ্বংস করতে নয়, শিল্প সুবিধাগুলিতে নিষ্পত্তি করতে সম্মত হয়েছিল।
অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়ামের দাম বিশেষ মনোযোগের দাবি রাখে। বিশেষজ্ঞদের মতে, দশ হাজার টন এই উপাদানটির দাম কয়েক বিলিয়ন মার্কিন ডলার হতে পারে। এবং কিছু বিশেষজ্ঞ এমনকি 500 টন অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়ামের মূল্য 8 ট্রিলিয়ন ডলারের মতো অনুমান করেছেন। পরিমাণ সত্যিই চিত্তাকর্ষক. এটি কত টাকা তা পরিষ্কার করার জন্য, ধরা যাক 20 শতকের শেষ দশ বছরে রাশিয়ার গড় বার্ষিক জিডিপি ছিল $400 বিলিয়ন। অর্থাৎ, প্রকৃতপক্ষে, অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়ামের প্রকৃত মূল্য ছিল রাশিয়ান ফেডারেশনের বিশটি বার্ষিক জিডিপির সমান।
| প্লুটোনিয়াম | |
|---|---|
| পারমাণবিক সংখ্যা | 94 |
| চেহারাসরল পদার্থ | |
| পরমাণুর বৈশিষ্ট্য | |
| পারমাণবিক ভর (মোলার ভর) |
244.0642 ক. e.m (/mol) |
| পারমাণবিক ব্যাসার্ধ | 151 pm |
| আয়নকরণ শক্তি (প্রথম ইলেকট্রন) |
491.9(5.10) kJ/mol (eV) |
| ইলেকট্রনিক কনফিগারেশন | 5f 6 7s 2 |
| রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য | |
| সমযোজী ব্যাসার্ধ | n/a pm |
| আয়ন ব্যাসার্ধ | (+4e) 93 (+3e) 108 pm |
| বৈদ্যুতিক ঋণাত্মকতা (পলিং এর মতে) |
1,28 |
| ইলেক্ট্রোড সম্ভাব্য | Pu←Pu 4+ -1.25V Pu←Pu 3+ -2.0V Pu←Pu 2+ -1.2V |
| জারণ অবস্থা | 6, 5, 4, 3 |
| একটি সরল পদার্থের থার্মোডাইনামিক বৈশিষ্ট্য | |
| ঘনত্ব | 19.84 /cm³ |
| মোলার তাপ ক্ষমতা | 32.77 J/(mol) |
| তাপ পরিবাহিতা | (6.7) W/( ·) |
| গলনাঙ্ক | 914 |
| গলে যাওয়ার তাপ | 2.8 kJ/mol |
| স্ফুটনাঙ্ক | 3505 |
| বাষ্পীকরণের তাপ | 343.5 kJ/mol |
| মোলার ভলিউম | 12.12 cm³/mol |
| একটি সরল পদার্থের স্ফটিক জালি | |
| জালি কাঠামো | মনোক্লিনিক |
| জালি পরামিতি | a=6.183 b=4.822 c=10.963 β=101.8 |
| c/a অনুপাত | — |
| ডেবাই তাপমাত্রা | 162 |
প্লুটোনিয়াম- অ্যাক্টিনাইড গ্রুপের একটি তেজস্ক্রিয় রাসায়নিক উপাদান, ব্যাপকভাবে উত্পাদনে ব্যবহৃত হয় পারমাণবিক অস্ত্র(তথাকথিত "অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়াম"), এবং এছাড়াও (পরীক্ষামূলকভাবে) বেসামরিক এবং গবেষণার উদ্দেশ্যে পারমাণবিক চুল্লিগুলির জন্য পারমাণবিক জ্বালানী হিসাবে। ওজন করার জন্য উপলব্ধ পরিমাণে প্রাপ্ত প্রথম কৃত্রিম উপাদান (1942)।
ডানদিকের টেবিলটি α-Pu এর প্রধান বৈশিষ্ট্য দেখায়, ঘরের তাপমাত্রা এবং স্বাভাবিক চাপে প্লুটোনিয়ামের প্রধান অ্যালোট্রপিক পরিবর্তন।
প্লুটোনিয়ামের ইতিহাস
প্লুটোনিয়াম আইসোটোপ 238 Pu প্রথম কৃত্রিমভাবে 23 ফেব্রুয়ারি, 1941-এ গ্লেন সিবার্গের নেতৃত্বে একদল আমেরিকান বিজ্ঞানী নিউক্লিয়াস বিকিরণ করে তৈরি করেছিলেন। ইউরেনিয়ামডিউটরন এটা লক্ষণীয় যে শুধুমাত্র পরে কৃত্রিম উত্পাদনপ্লুটোনিয়াম প্রকৃতিতে আবিষ্কৃত হয়েছিল: 239 ইউরেনিয়ামের তেজস্ক্রিয় রূপান্তরের একটি পণ্য হিসাবে ইউরেনিয়াম আকরিকগুলিতে পু সাধারণত নগণ্য পরিমাণে পাওয়া যায়।
প্রকৃতিতে প্লুটোনিয়াম খোঁজা
ইউরেনিয়াম আকরিকগুলিতে, ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াস দ্বারা নিউট্রন (উদাহরণস্বরূপ, মহাজাগতিক বিকিরণ থেকে নিউট্রন) ক্যাপচারের ফলে, নেপচুনিয়াম(239 Np), যার β-ক্ষয় পণ্য হল প্রাকৃতিক প্লুটোনিয়াম-239। যাইহোক, প্লুটোনিয়াম এমন আণুবীক্ষণিক পরিমাণে গঠিত হয় (0.4-15 অংশ Pu প্রতি 10 12 অংশ U) যে ইউরেনিয়াম আকরিক থেকে এর নিষ্কাশন প্রশ্নের বাইরে।
নামের উৎপত্তিপ্লুটোনিয়াম
1930 সালে, জ্যোতির্বিজ্ঞানের বিশ্ব বিস্ময়কর সংবাদ দ্বারা উত্তেজিত হয়েছিল: একটি নতুন গ্রহ আবিষ্কৃত হয়েছে, যার অস্তিত্ব দীর্ঘদিন ধরে পার্সিভাল লাভেল, একজন জ্যোতির্বিজ্ঞানী, গণিতবিদ এবং মঙ্গল গ্রহের জীবন সম্পর্কে চমত্কার প্রবন্ধের লেখক বলেছেন। অনেক বছরের আন্দোলন পর্যবেক্ষণের উপর ভিত্তি করে ইউরেনাসএবং নেপচুনলাভল এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে নেপচুন পেরিয়ে ইন সৌরজগতপৃথিবী থেকে সূর্য থেকে চল্লিশ গুণ দূরে আরেকটি, নবম গ্রহ থাকতে হবে।
এই গ্রহটি, যে কক্ষপথের উপাদানগুলি লাভল 1915 সালে গণনা করেছিলেন, 21, 23 এবং 29 জানুয়ারী, 1930-এ ফ্ল্যাগস্টাফ অবজারভেটরি ( USA) . গ্রহটির নামকরণ করা হয়েছিল প্লুটো. নিউক্লিয়াস থেকে 1940 সালের শেষের দিকে কৃত্রিমভাবে প্রাপ্ত 94 তম উপাদানটি নেপচুনের বাইরে সৌরজগতে অবস্থিত এই গ্রহের নামানুসারে নামকরণ করা হয়েছিল। পরমাণু ইউরেনিয়ামজি সিবার্গের নেতৃত্বে আমেরিকান বিজ্ঞানীদের একটি দল।
শারীরিক বৈশিষ্ট্যপ্লুটোনিয়াম
প্লুটোনিয়ামের 15 টি আইসোটোপ আছে - B বৃহত্তম পরিমাণ 238 থেকে 242 পর্যন্ত ভর সংখ্যা সহ আইসোটোপগুলি পাওয়া যায়:
238 Pu -> (অর্ধ-জীবন 86 বছর, আলফা ক্ষয়) -> 234 U,
এই আইসোটোপটি প্রায় একচেটিয়াভাবে RTG-তে মহাকাশের উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, মঙ্গলের কক্ষপথের বাইরে উড়ে যাওয়া সমস্ত যানবাহনে।
239 Pu -> (অর্ধ-জীবন 24,360 বছর, আলফা ক্ষয়) -> 235 U,
এই আইসোটোপ পারমাণবিক অস্ত্র এবং দ্রুত নিউট্রন পারমাণবিক চুল্লি নির্মাণের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত।
240 Pu -> (অর্ধ-জীবন 6580 বছর, আলফা ক্ষয়) -> 236 U, 241 Pu -> (অর্ধ-জীবন 14.0 বছর, বিটা ক্ষয়) -> 241 Am, 242 Pu -> (অর্ধ-জীবন 370,000 বছর, আলফা -ক্ষয়) -> 238 ইউ
এই তিনটি আইসোটোপের গুরুতর শিল্পগত গুরুত্ব নেই, কিন্তু ইউরেনিয়াম-238 নিউক্লিয়াস দ্বারা বেশ কয়েকটি নিউট্রনের অনুক্রমিক ক্যাপচারের মাধ্যমে ইউরেনিয়াম ব্যবহার করে পারমাণবিক চুল্লিতে শক্তি উৎপাদিত হলে উপ-পণ্য হিসাবে প্রাপ্ত হয়। আইসোটোপ 242 পারমাণবিক বৈশিষ্ট্যে ইউরেনিয়াম -238 এর সাথে সবচেয়ে বেশি অনুরূপ। Americium-241, আইসোটোপ 241 এর ক্ষয় দ্বারা উত্পাদিত, স্মোক ডিটেক্টরে ব্যবহৃত হয়েছিল।
প্লুটোনিয়াম আকর্ষণীয় কারণ এটি তার দৃঢ়ীকরণ তাপমাত্রা থেকে ঘরের তাপমাত্রায় ছয়টি পর্যায়ের পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়, অন্য যেকোনো রাসায়নিক উপাদানের চেয়ে বেশি। পরেরটির সাথে, ঘনত্ব হঠাৎ করে 11% বৃদ্ধি পায়, ফলস্বরূপ, প্লুটোনিয়াম ঢালাই ক্র্যাক হয়। আলফা ফেজ ঘরের তাপমাত্রায় স্থিতিশীল, যার বৈশিষ্ট্যগুলি টেবিলে দেওয়া হয়েছে। প্রয়োগের জন্য, ডেল্টা ফেজ, যার ঘনত্ব কম, এবং একটি কিউবিক বডি-কেন্দ্রিক জালি বেশি সুবিধাজনক। ডেল্টা পর্বে প্লুটোনিয়াম খুবই নমনীয়, যখন আলফা ফেজ ভঙ্গুর। ডেল্টা পর্যায়ে প্লুটোনিয়ামকে স্থিতিশীল করার জন্য, ট্রাইভ্যালেন্ট ধাতুর সাথে ডোপিং ব্যবহার করা হয় (গ্যালিয়াম প্রথম পারমাণবিক চার্জে ব্যবহৃত হয়েছিল)।
প্লুটোনিয়ামের প্রয়োগ
প্রথম প্লুটোনিয়াম-ভিত্তিক পারমাণবিক চার্জ 16 জুলাই, 1945 এ বিস্ফোরিত হয়েছিল আলামোগোর্ডো পরীক্ষা সাইটে (পরীক্ষাধীন)। কোড নামট্রিনিটি)।
প্লুটোনিয়ামের জৈবিক ভূমিকা
প্লুটোনিয়াম অত্যন্ত বিষাক্ত; খোলা জলাশয়ে 239 Pu এর জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত ঘনত্ব এবং কাজের ঘরের বাতাস যথাক্রমে 81.4 এবং 3.3 * 10 −5 Bq/l। প্লুটোনিয়ামের বেশিরভাগ আইসোটোপের উচ্চ আয়নকরণ ঘনত্ব এবং একটি ছোট কণা পথের দৈর্ঘ্য রয়েছে, তাই এর বিষাক্ততা এর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কারণে নয় (প্লুটোনিয়াম সম্ভবত অন্যান্য ভারী ধাতুর তুলনায় এই ক্ষেত্রে বেশি বিষাক্ত নয়), বরং আয়নকরণ প্রভাবের কারণে পার্শ্ববর্তী শরীরের টিস্যু উপর. প্লুটোনিয়াম বিশেষ করে উচ্চ রেডিওটক্সিসিটি সহ উপাদানগুলির একটি গ্রুপের অন্তর্গত। শরীরে, প্লুটোনিয়াম কঙ্কাল, লিভার, প্লীহা, কিডনিতে বড় অপরিবর্তনীয় পরিবর্তন ঘটায় এবং ক্যান্সার সৃষ্টি করে। শরীরে প্লুটোনিয়ামের সর্বাধিক অনুমোদিত সামগ্রী একটি মাইক্রোগ্রামের দশমাংশের বেশি হওয়া উচিত নয়।
থিম সম্পর্কিত শিল্পকর্মপ্লুটোনিয়াম
- ব্যাক টু দ্য ফিউচার মুভিতে ডি লরিয়ান ডিএমসি-12 মেশিনের জন্য প্লুটোনিয়াম ব্যবহার করা হয়েছিল একটি ফ্লাক্স অ্যাকুমুলেটরের জন্য ভবিষ্যতে বা অতীতে ভ্রমণ করার জন্য জ্বালানী হিসাবে।
- টম ক্ল্যান্সির "অল দ্য ফিয়ার্স অফ দ্য ওয়ার্ল্ড"-এ মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ডেনভারে সন্ত্রাসীদের দ্বারা বিস্ফোরিত পারমাণবিক বোমার চার্জ প্লুটোনিয়াম থেকে তৈরি করা হয়েছিল।
— কেনজাবুরো ও "নোটস অফ এ পিঞ্চ রানার"
— 2006 সালে, বিকন পিকচার্স প্লুটোনিয়াম-239 ( "পু-239")
রসায়ন
প্লুটোনিয়াম পু - উপাদান নং 94 খুব বড় আশা এবং মানবতার খুব বড় ভয়ের সাথে যুক্ত। আজকাল এটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, কৌশলগতভাবে গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির মধ্যে একটি। এটি প্রযুক্তিগতভাবে গুরুত্বপূর্ণ ধাতুগুলির মধ্যে সবচেয়ে ব্যয়বহুল - এটি রূপা, সোনা এবং প্ল্যাটিনামের চেয়ে অনেক বেশি ব্যয়বহুল। তিনি সত্যিই মূল্যবান.
পটভূমি এবং ইতিহাস
শুরুতে প্রোটন ছিল - গ্যালাকটিক হাইড্রোজেন। এর সংকোচন এবং পরবর্তী পারমাণবিক প্রতিক্রিয়াগুলির ফলস্বরূপ, নিউক্লিয়নের সবচেয়ে অবিশ্বাস্য "ইনগট" গঠিত হয়েছিল। তাদের মধ্যে, এই "ইনগটস", স্পষ্টতই 94টি প্রোটন ধারণকারী ছিল। তাত্ত্বিকদের অনুমান থেকে জানা যায় যে প্রায় 100টি নিউক্লিয়ন গঠন, যার মধ্যে 94টি প্রোটন এবং 107 থেকে 206টি নিউট্রন রয়েছে, এতটাই স্থিতিশীল যে তারা 94 নং মৌলের আইসোটোপের নিউক্লিয়াস হিসেবে বিবেচিত হতে পারে।
কিন্তু এই সমস্ত আইসোটোপ - অনুমানমূলক এবং বাস্তব - সৌরজগতের উপাদানগুলির গঠনের পর থেকে আজ অবধি বেঁচে থাকার মতো স্থিতিশীল নয়। 94 নং মৌলের দীর্ঘতম-জীবিত আইসোটোপের অর্ধ-জীবন হল 81 মিলিয়ন বছর। গ্যালাক্সির বয়স কোটি কোটি বছরে পরিমাপ করা হয়। ফলস্বরূপ, "প্রাথমিক" প্লুটোনিয়ামের আজ অবধি বেঁচে থাকার কোন সম্ভাবনা ছিল না। যদি এটি মহাবিশ্বের উপাদানগুলির মহান সংশ্লেষণের সময় গঠিত হয়, তবে এর সেই প্রাচীন পরমাণুগুলি অনেক আগে "বিলুপ্ত" হয়েছিল, ঠিক যেমন ডাইনোসর এবং ম্যামথগুলি বিলুপ্ত হয়েছিল।
বিংশ শতাব্দীতে নতুন যুগ, AD, এই উপাদানটি পুনরায় তৈরি করা হয়েছিল। প্লুটোনিয়ামের 100টি সম্ভাব্য আইসোটোপের মধ্যে 25টি সংশ্লেষিত হয়েছে তাদের মধ্যে 15টির পারমাণবিক বৈশিষ্ট্য অধ্যয়ন করা হয়েছে। চারটি পাওয়া গেছে ব্যবহারিক প্রয়োগ. এবং এটি বেশ সম্প্রতি খোলা হয়েছে। 1940 সালের ডিসেম্বরে, যখন ইউরেনিয়াম ভারী হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস দিয়ে বিকিরণ করা হয়েছিল, তখন গ্লেন টি. সিবার্গের নেতৃত্বে আমেরিকান রেডিওকেমিস্টদের একটি দল 90 বছরের অর্ধ-জীবনের একটি পূর্বে অজানা আলফা কণা নির্গতকারী আবিষ্কার করেছিল। এই বিকিরণকারীটি 238 এর ভর সংখ্যা সহ মৌল নং 94 এর আইসোটোপ হিসাবে পরিণত হয়েছিল। একই বছরে, কিন্তু কয়েক মাস আগে, ই.এম. ম্যাকমিলান এবং এফ. অ্যাবেলসন প্রথম ইউরেনিয়ামের চেয়ে ভারী মৌল পান, মৌল নম্বর 93। এই মৌলটিকে বলা হত নেপচুনিয়াম, এবং মৌল 94কে প্লুটোনিয়াম বলা হত। ঐতিহাসিক অবশ্যই বলবেন যে এই নামগুলি রোমান পৌরাণিক কাহিনীতে উদ্ভূত হয়েছে, তবে মূলত এই নামগুলির উত্সটি পৌরাণিক নয়, বরং জ্যোতির্বিদ্যাগত।
উপাদান নং 92 এবং 93 সৌরজগতের দূরবর্তী গ্রহগুলির নামকরণ করা হয়েছে - ইউরেনাস এবং নেপচুন, তবে নেপচুন সৌরজগতের শেষ নয়, এমনকি প্লুটোর কক্ষপথে রয়েছে - এমন একটি গ্রহ যার সম্পর্কে এখনও কিছুই জানা যায়নি। .. একটি অনুরূপ নির্মাণ আমরা পর্যায় সারণীর "বাম দিকের দিকে" দেখতে পাই: ইউরেনিয়াম - নেপচুনিয়াম - প্লুটোনিয়াম, যাইহোক, মানবতা প্লুটোর চেয়ে প্লুটোনিয়াম সম্পর্কে অনেক বেশি জানে৷ যাইহোক, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা প্লুটোনিয়ামের সংশ্লেষণের মাত্র দশ বছর আগে প্লুটো আবিষ্কার করেছিলেন - প্রায় একই সময়কাল ইউরেনাসের আবিষ্কারগুলিকে আলাদা করেছিল - গ্রহ এবং ইউরেনিয়াম - উপাদান।
ক্রিপ্টোগ্রাফারদের জন্য ধাঁধা
94 নং মৌলের প্রথম আইসোটোপ, প্লুটোনিয়াম-238, আজকাল ব্যবহারিক প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে। কিন্তু 40 এর দশকের গোড়ার দিকে তারা এটি সম্পর্কে চিন্তাও করেনি। শুধুমাত্র শক্তিশালী পারমাণবিক শিল্পের উপর নির্ভর করে ব্যবহারিক আগ্রহের পরিমাণে প্লুটোনিয়াম-238 প্রাপ্ত করা সম্ভব। তখন এটি ছিল মাত্র শৈশবকালে। তবে এটি ইতিমধ্যেই স্পষ্ট ছিল যে ভারী তেজস্ক্রিয় উপাদানগুলির নিউক্লিয়াসে থাকা শক্তিকে মুক্তি দিয়ে অভূতপূর্ব শক্তির অস্ত্র পাওয়া সম্ভব। ম্যানহাটন প্রজেক্ট আবির্ভূত হয়েছে, যার নাম নিউ ইয়র্কের বিখ্যাত এলাকার সাথে মিল ছাড়া আর কিছুই ছিল না। এটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে প্রথম পারমাণবিক বোমা তৈরির সাথে সম্পর্কিত সমস্ত কাজের জন্য সাধারণ নাম ছিল। এটি একজন বিজ্ঞানী ছিলেন না, কিন্তু একজন সামরিক ব্যক্তি ছিলেন, জেনারেল গ্রোভস, যিনি ম্যানহাটন প্রকল্পের প্রধান নিযুক্ত ছিলেন, যিনি "স্নেহের সাথে" তার উচ্চ শিক্ষিত অভিযোগগুলিকে "ভাঙা পাত্র" বলে অভিহিত করেছিলেন।
"প্রকল্পের" নেতারা প্লুটোনিয়াম -238 এ আগ্রহী ছিলেন না। এর নিউক্লিয়াস, জোড় ভর সংখ্যা সহ সমস্ত প্লুটোনিয়াম আইসোটোপের নিউক্লিয়াসের মতো, কম শক্তির নিউট্রন দ্বারা বিচ্ছিন্ন নয়, তাই এটি পারমাণবিক বিস্ফোরক হিসাবে কাজ করতে পারে না। তা সত্ত্বেও, 93 এবং 94 নং উপাদান সম্পর্কে প্রথম খুব স্পষ্ট নয় এমন প্রতিবেদনগুলি কেবল 1942 সালের বসন্তে মুদ্রণে প্রকাশিত হয়েছিল।
কিভাবে আমরা এই ব্যাখ্যা করতে পারেন? পদার্থবিদরা বুঝতে পেরেছিলেন: বিজোড় ভর সংখ্যা সহ প্লুটোনিয়াম আইসোটোপগুলির সংশ্লেষণ সময়ের ব্যাপার ছিল এবং খুব বেশি দিন নয়। ইউরেনিয়াম-235 এর মতো অদ্ভুত আইসোটোপগুলি পারমাণবিক চেইন বিক্রিয়াকে সমর্থন করতে সক্ষম হবে বলে আশা করা হয়েছিল। কিছু লোক তাদের সম্ভাব্য পারমাণবিক বিস্ফোরক হিসাবে দেখেছিল, যা এখনও পাওয়া যায়নি। এবং এই আশা প্লুটোনিয়াম, দুর্ভাগ্যবশত, তিনি এটা ন্যায্যতা.
সেই সময়ের এনক্রিপশনে, উপাদান নং 94 কে... তামা ছাড়া আর কিছুই বলা হত না। এবং যখন তামার জন্য প্রয়োজনীয়তা দেখা দেয় (কিছু অংশের জন্য কাঠামোগত উপাদান হিসাবে), তখন কোডগুলিতে "তামা" সহ "প্রকৃত তামা" উপস্থিত হয়েছিল।
"ভাল এবং মন্দের জ্ঞানের গাছ"
1941 সালে, প্লুটোনিয়ামের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ আইসোটোপটি আবিষ্কৃত হয়েছিল - 239 ভর সংখ্যা সহ একটি আইসোটোপ। এবং প্রায় সঙ্গে সঙ্গে তাত্ত্বিকদের ভবিষ্যদ্বাণী নিশ্চিত হয়েছিল: প্লুটোনিয়াম-239 নিউক্লিয়াস তাপীয় নিউট্রন দ্বারা বিভাজিত হয়েছিল। তদুপরি, তাদের বিভাজনের সময়, ইউরেনিয়াম -235 এর বিভাজনের সময় থেকে কম সংখ্যক নিউট্রন উত্পাদিত হয়নি। এই আইসোটোপটি প্রচুর পরিমাণে পাওয়ার উপায়গুলি অবিলম্বে রূপরেখা দেওয়া হয়েছিল ...
বছর পেরিয়ে গেছে। এখন এটি কারও কাছে গোপনীয় নয় যে অস্ত্রাগারগুলিতে সংরক্ষিত পারমাণবিক বোমাগুলি প্লুটোনিয়াম -239 দিয়ে পূর্ণ এবং এই বোমাগুলি পৃথিবীর সমস্ত জীবনকে অপূরণীয় ক্ষতি করার জন্য যথেষ্ট।
একটি বিস্তৃত বিশ্বাস রয়েছে যে মানবতা স্পষ্টতই পারমাণবিক চেইন প্রতিক্রিয়া আবিষ্কারের সাথে তাড়াহুড়ো করেছিল (যার অনিবার্য পরিণতি ছিল পারমাণবিক বোমার সৃষ্টি)। আপনি ভিন্নভাবে চিন্তা করতে পারেন বা ভিন্নভাবে চিন্তা করার ভান করতে পারেন - আশাবাদী হওয়া আরও আনন্দদায়ক। কিন্তু আশাবাদীরাও অবশ্যম্ভাবীভাবে বিজ্ঞানীদের দায়িত্ব নিয়ে প্রশ্নের সম্মুখীন হন। আমরা 1954 সালের বিজয়ী জুন দিবসটি স্মরণ করি, যেদিন প্রথম পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রওবিনস্কে। কিন্তু আমরা 1945 সালের আগস্টের সকালকে ভুলতে পারি না - "হিরোশিমার সকাল", "আলবার্ট আইনস্টাইনের কালো দিন"... আমরা স্মরণ করি যুদ্ধোত্তর প্রথম বছর এবং ব্যাপক পারমাণবিক ব্ল্যাকমেল - সেই বছরগুলিতে আমেরিকান নীতির ভিত্তি . কিন্তু পরবর্তী বছরগুলোতে কি মানবতা অনেক কষ্টের সম্মুখীন হয়নি? তদুপরি, এই উদ্বেগগুলি চেতনা দ্বারা বহুবার তীব্র হয়েছিল যে যদি একটি নতুন প্রাদুর্ভাব ঘটে। বিশ্বযুদ্ধ, পরমাণু অস্ত্র চালু করা হবে.
এখানে আপনি প্রমাণ করার চেষ্টা করতে পারেন যে প্লুটোনিয়ামের আবিষ্কার মানবতার জন্য ভয় যোগ করেনি, বিপরীতে, এটি শুধুমাত্র দরকারী ছিল।
ধরা যাক এটি ঘটেছিল যে কোনও কারণে বা, তারা পুরানো দিনে যেমন বলত, ঈশ্বরের ইচ্ছায়, প্লুটোনিয়াম বিজ্ঞানীদের কাছে অ্যাক্সেসযোগ্য ছিল না। তাহলে কি আমাদের ভয় ও উদ্বেগ কমে যাবে? কিছুই হয়নি। পারমাণবিক বোমাগুলি ইউরেনিয়াম-235 থেকে তৈরি করা হবে (এবং প্লুটোনিয়ামের চেয়ে কম পরিমাণে নয়), এবং এই বোমাগুলি এখনকার তুলনায় বাজেটের আরও বড় অংশকে "খেয়ে ফেলবে"।
কিন্তু প্লুটোনিয়াম ছাড়া বৃহৎ পরিসরে পারমাণবিক শক্তির শান্তিপূর্ণ ব্যবহারের কোনো সম্ভাবনা থাকবে না। একটি "শান্তিপূর্ণ পরমাণু" এর জন্য পর্যাপ্ত ইউরেনিয়াম-235 থাকবে না। পারমাণবিক শক্তির আবিষ্কারের দ্বারা মানবতার উপর যে মন্দ সংঘটিত হয়েছে তা ভারসাম্যপূর্ণ হবে না, এমনকি আংশিকভাবে, "ভাল পরমাণুর" অর্জনের দ্বারা।
কীভাবে পরিমাপ করবেন, কীসের সাথে তুলনা করবেন
যখন একটি প্লুটোনিয়াম-239 নিউক্লিয়াস নিউট্রন দ্বারা প্রায় সমান ভরের দুটি খণ্ডে বিভক্ত হয়, তখন প্রায় 200 MeV শক্তি নির্গত হয়। এটি সবচেয়ে বিখ্যাত এক্সোথার্মিক বিক্রিয়া C + O 2 = CO 2 এ 50 মিলিয়ন গুণ বেশি শক্তি নির্গত হয়। একটি পারমাণবিক চুল্লিতে "দহন", এক গ্রাম প্লুটোনিয়াম 2,107 কিলোক্যালরি দেয়। ঐতিহ্য ভঙ্গ না করার জন্য (এবং জনপ্রিয় নিবন্ধগুলিতে, পারমাণবিক জ্বালানীর শক্তি সাধারণত নন-সিস্টেমিক ইউনিটগুলিতে পরিমাপ করা হয় - টন কয়লা, পেট্রল, ট্রিনিট্রোটোলুইন ইত্যাদি), আমরা আরও নোট করি: এটি 4 টনের মধ্যে থাকা শক্তি। কয়লা এবং একটি সাধারণ থিম্বলে চল্লিশ কার্লোড ভাল বার্চ ফায়ারউডের সমান প্লুটোনিয়ামের পরিমাণ থাকে।
নিউট্রন দ্বারা ইউরেনিয়াম-235 নিউক্লিয়াসের বিদারণের সময় একই শক্তি নির্গত হয়। কিন্তু প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামের সিংহভাগ (99.3%!) হল আইসোটোপ 238 U, যা শুধুমাত্র ইউরেনিয়ামকে প্লুটোনিয়ামে পরিণত করে ব্যবহার করা যেতে পারে...
পাথরের শক্তি
আসুন প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম মজুদের মধ্যে থাকা শক্তি সম্পদের মূল্যায়ন করা যাক।
ইউরেনিয়াম একটি ট্রেস উপাদান এবং প্রায় সর্বত্র পাওয়া যায়। যে কেউ পরিদর্শন করেছেন, উদাহরণস্বরূপ, কারেলিয়া, সম্ভবত গ্রানাইট বোল্ডার এবং উপকূলীয় পাহাড়ের কথা মনে রাখবেন। কিন্তু খুব কম লোকই জানেন যে এক টন গ্রানাইটে 25 গ্রাম পর্যন্ত ইউরেনিয়াম থাকে। গ্রানাইট ওজনের প্রায় 20% তৈরি করে পৃথিবীর ভূত্বক. যদি আমরা শুধুমাত্র ইউরেনিয়াম-235 গণনা করি, তাহলে এক টন গ্রানাইটের মধ্যে 3.5-105 কিলোক্যালরি শক্তি থাকে। এটা অনেক, কিন্তু...
গ্রানাইট প্রক্রিয়াকরণ এবং এটি থেকে ইউরেনিয়াম আহরণের জন্য আরও বেশি পরিমাণ শক্তি ব্যয় করতে হয় - প্রায় 106-107 kcal/t। এখন, যদি কেবল ইউরেনিয়াম-২৩৫ নয়, ইউরেনিয়াম-২৩৮কেও শক্তির উৎস হিসেবে ব্যবহার করা সম্ভব হয়, তাহলে গ্রানাইটকে অন্তত একটি সম্ভাব্য শক্তির কাঁচামাল হিসেবে বিবেচনা করা যেতে পারে। তাহলে এক টন পাথর থেকে প্রাপ্ত শক্তি হবে 8-107 থেকে 5-108 kcal। এটি 16-100 টন কয়লার সমতুল্য। এবং এই ক্ষেত্রে, গ্রানাইট মানুষকে পৃথিবীর সমস্ত রাসায়নিক জ্বালানী মজুদের তুলনায় প্রায় এক মিলিয়ন গুণ বেশি শক্তি সরবরাহ করতে পারে।
কিন্তু ইউরেনিয়াম-238 নিউক্লিয়াস নিউট্রন দ্বারা বিদারণ হয় না। জন্য পারমাণবিক শক্তিএই আইসোটোপ অকেজো। আরও স্পষ্ট করে বললে, এটাকে প্লুটোনিয়াম-২৩৯-এ রূপান্তরিত করা না গেলে অকেজো হবে। এবং যা বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ: এই পারমাণবিক রূপান্তরের জন্য কার্যত কোনও শক্তি ব্যয় করার দরকার নেই - বিপরীতভাবে, এই প্রক্রিয়ায় শক্তি উত্পাদিত হয়!
আসুন এটি কীভাবে ঘটে তা বের করার চেষ্টা করি, তবে প্রথমে প্রাকৃতিক প্লুটোনিয়াম সম্পর্কে কয়েকটি শব্দ।
রেডিয়ামের চেয়ে 400 হাজার গুণ কম
এটি ইতিমধ্যে বলা হয়েছে যে আমাদের গ্রহের গঠনের সময় উপাদানগুলির সংশ্লেষণের পর থেকে প্লুটোনিয়ামের আইসোটোপগুলি সংরক্ষণ করা হয়নি। কিন্তু এর মানে এই নয় যে পৃথিবীতে প্লুটোনিয়াম নেই।
এটি ইউরেনিয়াম আকরিক সব সময় গঠিত হয়. মহাজাগতিক বিকিরণ থেকে নিউট্রন এবং ইউরেনিয়াম-238 নিউক্লিয়াসের স্বতঃস্ফূর্ত বিদারণ দ্বারা উত্পাদিত নিউট্রনগুলি ক্যাপচার করে, এই আইসোটোপের কিছু - খুব কম - পরমাণু ইউরেনিয়াম -239-এর পরমাণুতে পরিণত হয়। এই নিউক্লিয়াসগুলি খুব অস্থির; তারা ইলেকট্রন নির্গত করে এবং এর ফলে তাদের চার্জ বৃদ্ধি পায়। নেপচুনিয়াম, প্রথম ট্রান্সুরেনিয়াম উপাদান, গঠিত হয়। Neptunium-239ও অত্যন্ত অস্থির, এবং এর নিউক্লিয়াস ইলেকট্রন নির্গত করে। মাত্র 56 ঘন্টার মধ্যে, নেপচুনিয়াম-239-এর অর্ধেক প্লুটোনিয়াম-239-এ পরিণত হয়, যার অর্ধ-জীবন ইতিমধ্যে বেশ দীর্ঘ - 24 হাজার বছর।
ইউরেনিয়াম আকরিক থেকে প্লুটোনিয়াম বের করা হয় না কেন?? কম, খুব কম ঘনত্ব। "প্রতি গ্রাম উত্পাদন - প্রতি বছর শ্রম" - এটি রেডিয়াম সম্পর্কে, এবং আকরিকগুলিতে প্লুটোনিয়াম রেডিয়ামের চেয়ে 400 হাজার গুণ কম। অতএব, এটি কেবল আমার জন্যই নয়, এমনকি "স্থলজ" প্লুটোনিয়াম সনাক্ত করাও অত্যন্ত কঠিন। পারমাণবিক চুল্লিতে উত্পাদিত প্লুটোনিয়ামের ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করার পরেই এটি করা হয়েছিল।
পারমাণবিক চুল্লিতে প্লুটোনিয়াম জমা হয়। শক্তিশালী নিউট্রন প্রবাহে, ইউরেনিয়াম আকরিকের মতো একই প্রতিক্রিয়া ঘটে, তবে চুল্লিতে প্লুটোনিয়াম গঠন এবং জমা হওয়ার হার অনেক বেশি - এক বিলিয়ন বিলিয়ন বার। ব্যালাস্ট ইউরেনিয়াম-238-কে শক্তি-গ্রেড প্লুটোনিয়াম-239-এ রূপান্তরের প্রতিক্রিয়ার জন্য, সর্বোত্তম (গ্রহণযোগ্য মধ্যে) অবস্থা তৈরি করা হয়।
যদি চুল্লিটি তাপীয় নিউট্রনগুলির উপর কাজ করে (মনে রাখবেন যে তাদের গতি প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 2000 মিটার, এবং তাদের শক্তি একটি ইলেকট্রনভোল্টের একটি ভগ্নাংশ), তাহলে ইউরেনিয়াম আইসোটোপের প্রাকৃতিক মিশ্রণ থেকে একটি পরিমাণ প্লুটোনিয়াম পাওয়া যায় যা তার চেয়ে কিছুটা কম। "পুড়ে যাওয়া" ইউরেনিয়াম -235 এর পরিমাণ। সামান্য, কিন্তু কম, প্লাস বিকিরিত ইউরেনিয়াম থেকে রাসায়নিক বিচ্ছেদের সময় প্লুটোনিয়ামের অনিবার্য ক্ষতি। উপরন্তু, ইউরেনিয়াম আইসোটোপের প্রাকৃতিক মিশ্রণে ইউরেনিয়াম-235-এর একটি ছোট ভগ্নাংশ গ্রাস না হওয়া পর্যন্ত পারমাণবিক চেইন বিক্রিয়া বজায় থাকে। তাই যৌক্তিক উপসংহার: প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম ব্যবহার করে একটি "তাপীয়" চুল্লি - বর্তমান অপারেটিং চুল্লিগুলির প্রধান ধরন - পারমাণবিক জ্বালানীর প্রসারিত প্রজনন নিশ্চিত করতে পারে না। কিন্তু তারপর প্রতিশ্রুতি কি? এই প্রশ্নের উত্তর দিতে, আসুন ইউরেনিয়াম-235 এবং প্লুটোনিয়াম-239-এ পারমাণবিক চেইন বিক্রিয়ার কোর্সের তুলনা করি এবং আমাদের আলোচনায় অন্য একটি ভৌত ধারণা প্রবর্তন করি।
যে কোনো পারমাণবিক জ্বালানির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল নিউক্লিয়াস একটি নিউট্রন ধরার পর নির্গত নিউট্রনের গড় সংখ্যা। পদার্থবিদরা একে ইটা সংখ্যা বলে এবং গ্রীক অক্ষর q দ্বারা এটিকে বোঝায়। ইউরেনিয়ামের "তাপীয়" চুল্লিগুলিতে, নিম্নলিখিত প্যাটার্নটি পরিলক্ষিত হয়: প্রতিটি নিউট্রন গড়ে 2.08 নিউট্রন (η = 2.08) তৈরি করে। তাপীয় নিউট্রনের প্রভাবে এই ধরনের চুল্লিতে স্থাপিত প্লুটোনিয়াম η = 2.03 দেয়। কিন্তু এমন রিঅ্যাক্টরও আছে যেগুলো দ্রুত নিউট্রনে কাজ করে। এই জাতীয় চুল্লিতে ইউরেনিয়াম আইসোটোপের প্রাকৃতিক মিশ্রণ লোড করা অকেজো: একটি চেইন প্রতিক্রিয়া ঘটবে না। কিন্তু যদি "কাঁচামাল" ইউরেনিয়াম-235 দিয়ে সমৃদ্ধ করা হয়, তবে এটি একটি "দ্রুত" চুল্লিতে তৈরি করা যেতে পারে। এই ক্ষেত্রে, c ইতিমধ্যে 2.23 এর সমান হবে। এবং প্লুটোনিয়াম, দ্রুত নিউট্রন আগুনের সংস্পর্শে, 2.70 এর সমান η দেবে। আমাদের হাতে "অতিরিক্ত অর্ধেক নিউট্রন" থাকবে। এবং এটি মোটেও সামান্য নয়।
চলুন দেখে নেওয়া যাক ফলের নিউট্রনগুলো কি খরচ করে। যে কোনো চুল্লিতে, একটি নিউট্রন চেইন বিক্রিয়া বজায় রাখার জন্য একটি নিউট্রন প্রয়োজন। 0.1 নিউট্রন ইনস্টলেশনের নির্মাণ সামগ্রী দ্বারা শোষিত হয়। "অতিরিক্ত" প্লুটোনিয়াম -239 জমা করতে ব্যবহৃত হয়। একটি ক্ষেত্রে "অতিরিক্ত" হল 1.13, অন্য ক্ষেত্রে এটি 1.60৷ একটি "দ্রুত" চুল্লিতে এক কিলোগ্রাম প্লুটোনিয়াম "পোড়ার" পরে, প্রচুর শক্তি নির্গত হয় এবং 1.6 কেজি প্লুটোনিয়াম জমা হয়। এবং একটি "দ্রুত" চুল্লিতে ইউরেনিয়াম একই শক্তি এবং 1.1 কেজি নতুন পারমাণবিক জ্বালানী সরবরাহ করবে। উভয় ক্ষেত্রেই প্রসারিত প্রজনন স্পষ্ট। কিন্তু অর্থনীতির কথা ভুলে গেলে চলবে না।
সিরিজের কারণে প্রযুক্তিগত কারণপ্লুটোনিয়াম প্রজনন চক্র কয়েক বছর সময় নেয়। ধরা যাক পাঁচ বছর। এর মানে প্রতি বছর প্লুটোনিয়ামের পরিমাণ η=2.23 হলে মাত্র 2% এবং η=2.7 হলে 12% বৃদ্ধি পাবে! পারমাণবিক জ্বালানী হল মূলধন, এবং যে কোনও মূলধনের ফলন করা উচিত, বলুন, প্রতি বছর 5%৷ প্রথম ক্ষেত্রে বড় লোকসান আছে, এবং দ্বিতীয় ক্ষেত্রে বড় লাভ আছে। এই আদিম উদাহরণটি পারমাণবিক শক্তিতে একটি সংখ্যার প্রতি দশমাংশের "ওজন" চিত্রিত করে।
আরও কিছু গুরুত্বপূর্ণ। পারমাণবিক শক্তি ক্রমবর্ধমান শক্তির চাহিদার সাথে তাল মিলিয়ে চলতে হবে। গণনা দেখায় যে তার শর্তটি ভবিষ্যতে পূর্ণ হয় যখন η তিনটির কাছাকাছি আসে। যদি পারমাণবিক শক্তির উত্সগুলির বিকাশ সমাজের শক্তির চাহিদা থেকে পিছিয়ে থাকে, তবে দুটি বিকল্প থাকবে: হয় "প্রগতি কমিয়ে দিন" বা অন্য কোনও উত্স থেকে শক্তি গ্রহণ করুন। তারা পরিচিত: থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশন, পদার্থ এবং অ্যান্টিম্যাটারের ধ্বংস শক্তি, কিন্তু এখনও প্রযুক্তিগতভাবে অ্যাক্সেসযোগ্য নয়। এবং কখন তারা মানবতার জন্য শক্তির আসল উত্স হয়ে উঠবে তা জানা নেই। এবং ভারী নিউক্লিয়াসের শক্তি আমাদের জন্য দীর্ঘকাল ধরে বাস্তবে পরিণত হয়েছে, এবং আজ প্লুটোনিয়াম, পারমাণবিক শক্তির প্রধান "সরবরাহকারী" হিসাবে, সম্ভবত, ইউরেনিয়াম -233 ব্যতীত কোনও গুরুতর প্রতিদ্বন্দ্বী নেই।
অনেক প্রযুক্তির সমষ্টি
যখন, পারমাণবিক বিক্রিয়ার ফলে, ইউরেনিয়ামে প্রয়োজনীয় পরিমাণে প্লুটোনিয়াম জমা হয়, তখন এটি শুধুমাত্র ইউরেনিয়াম থেকে নয়, বিদারণ টুকরা থেকেও আলাদা করা উচিত - ইউরেনিয়াম এবং প্লুটোনিয়াম উভয়ই পারমাণবিক চেইন বিক্রিয়ায় পুড়ে যায়। এছাড়াও, ইউরেনিয়াম-প্লুটোনিয়াম ভরেও নির্দিষ্ট পরিমাণ নেপচুনিয়াম থাকে। প্লুটোনিয়াম এবং বিরল পৃথিবীর উপাদান (ল্যান্থানাইড) থেকে আলাদা করা সবচেয়ে কঠিন জিনিস। প্লুটোনিয়াম হিসাবে রাসায়নিক উপাদানকিছুটা দুর্ভাগ্যজনক। রসায়নবিদদের দৃষ্টিকোণ থেকে, পারমাণবিক শক্তির প্রধান উপাদান হল চৌদ্দটি অ্যাক্টিনাইডের মধ্যে একটি। বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির মতো, অ্যাক্টিনিয়াম সিরিজের সমস্ত উপাদান একে অপরের খুব কাছাকাছি রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য, অ্যাক্টিনিয়াম থেকে 103 পর্যন্ত সমস্ত উপাদানের পরমাণুর বাইরের ইলেকট্রন শেলগুলির গঠন একই। আরও অপ্রীতিকর বিষয় হল যে অ্যাক্টিনাইডগুলির রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলির মতো এবং ইউরেনিয়াম এবং প্লুটোনিয়ামের বিদারণ অংশগুলির মধ্যে যথেষ্ট পরিমাণে ল্যান্থানাইড রয়েছে। কিন্তু তারপরে উপাদান 94 পাঁচটি ভ্যালেন্স অবস্থায় থাকতে পারে এবং এটি "বড়িকে মিষ্টি করে" - এটি প্লুটোনিয়ামকে ইউরেনিয়াম এবং ফিশন উভয় টুকরো থেকে আলাদা করতে সহায়তা করে।
প্লুটোনিয়ামের ভ্যালেন্সি তিন থেকে সাত পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। রাসায়নিকভাবে, সবচেয়ে স্থিতিশীল (এবং তাই সবচেয়ে সাধারণ এবং সর্বাধিক অধ্যয়ন করা) যৌগ হল টেট্রাভ্যালেন্ট প্লুটোনিয়াম।
ইউরেনিয়াম, নেপচুনিয়াম এবং প্লুটোনিয়াম - অনুরূপ রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য সহ অ্যাক্টিনাইডগুলির পৃথকীকরণ তাদের টেট্রা- এবং হেক্সাভ্যালেন্ট যৌগের বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে করা যেতে পারে।
প্লুটোনিয়াম এবং ইউরেনিয়ামের রাসায়নিক বিভাজনের সমস্ত ধাপগুলি বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করার প্রয়োজন নেই। সাধারণত তাদের বিচ্ছেদ শুরু হয় ইউরেনিয়াম বার দ্রবীভূত করার সাথে নাইট্রিক অ্যাসিড, যার পরে দ্রবণে থাকা ইউরেনিয়াম, নেপচুনিয়াম, প্লুটোনিয়াম এবং ফ্র্যাগমেন্টেশন উপাদানগুলি ঐতিহ্যগত রেডিওকেমিক্যাল পদ্ধতি ব্যবহার করে "বিচ্ছিন্ন" হয় - বৃষ্টিপাত, নিষ্কাশন, আয়ন বিনিময় এবং অন্যান্য। এই মাল্টি-স্টেজ প্রযুক্তির চূড়ান্ত প্লুটোনিয়ামযুক্ত পণ্যগুলি হল এর ডাই অক্সাইড PuO 2 বা ফ্লোরাইড - PuF 3 বা PuF 4। তারা বেরিয়াম, ক্যালসিয়াম বা লিথিয়াম বাষ্পের সাথে ধাতুতে হ্রাস পায়। যাইহোক, এই প্রক্রিয়াগুলিতে প্রাপ্ত প্লুটোনিয়াম কাঠামোগত উপাদানের ভূমিকার জন্য উপযুক্ত নয় - এটি থেকে পারমাণবিক শক্তি চুল্লির জ্বালানী উপাদান তৈরি করা যায় না এবং পারমাণবিক বোমার চার্জ নিক্ষেপ করা যায় না। কেন? প্লুটোনিয়ামের গলনাঙ্ক - মাত্র 640°C - বেশ অর্জনযোগ্য।
বিশুদ্ধ প্লুটোনিয়াম থেকে অংশগুলি ঢালাই করার জন্য "অতি-মৃদু" অবস্থা যাই হোক না কেন, দৃঢ়ীকরণের সময় ঢালাইয়ে ফাটল সর্বদা প্রদর্শিত হবে। 640 ডিগ্রি সেলসিয়াসে, প্লুটোনিয়াম দৃঢ় হয়ে একটি ঘন স্ফটিক জালি তৈরি করে। তাপমাত্রা কমার সাথে সাথে ধাতবটির ঘনত্ব ধীরে ধীরে বাড়তে থাকে। কিন্তু তাপমাত্রা 480 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে পৌঁছেছে এবং তারপরে হঠাৎ করে প্লুটোনিয়ামের ঘনত্ব তীব্রভাবে কমে যায়। এই অসঙ্গতির কারণগুলি বেশ দ্রুত আবিষ্কৃত হয়েছিল: এই তাপমাত্রায়, প্লুটোনিয়াম পরমাণুগুলি স্ফটিক জালিতে পুনরায় সাজানো হয়। এটি টেট্রাগোনাল এবং খুব "আলগা" হয়ে যায়। এই জাতীয় প্লুটোনিয়াম জলের উপর বরফের মতো নিজের গলে ভেসে যেতে পারে।
তাপমাত্রা ক্রমাগত হ্রাস পাচ্ছে, এখন এটি 451 ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছেছে এবং পরমাণুগুলি আবার একটি ঘন জালি তৈরি করেছে, তবে প্রথম ক্ষেত্রে থেকে একে অপরের থেকে অনেক বেশি দূরত্বে অবস্থিত। আরও শীতল হওয়ার সাথে, জালিটি প্রথমে অর্থরহম্বিক, তারপর মনোক্লিনিক হয়ে যায়। মোট, প্লুটোনিয়াম ছয়টি ভিন্ন স্ফটিক আকারে গঠন করে! তাদের মধ্যে দুটি একটি উল্লেখযোগ্য সম্পত্তি দ্বারা পৃথক করা হয় - তাপ সম্প্রসারণের একটি নেতিবাচক সহগ: ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে, ধাতুটি প্রসারিত হয় না, তবে সংকুচিত হয়।
যখন তাপমাত্রা 122°C এ পৌঁছায় এবং প্লুটোনিয়াম পরমাণুগুলি ষষ্ঠ বারের জন্য তাদের সারিগুলিকে পুনর্বিন্যাস করে, তখন ঘনত্ব বিশেষ করে নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয় - 17.77 থেকে 19.82 গ্রাম/সেমি 3। 10% এর বেশি!
তদনুসারে, ইনগটের আয়তন হ্রাস পায়। যদি ধাতুটি এখনও অন্যান্য ট্রানজিশনে উদ্ভূত চাপগুলিকে প্রতিরোধ করতে পারে তবে এই মুহুর্তে ধ্বংস অনিবার্য।
তাহলে কিভাবে এই আশ্চর্যজনক ধাতু থেকে অংশ তৈরি করতে? ধাতুবিদরা প্লুটোনিয়াম (এতে অল্প পরিমাণে প্রয়োজনীয় উপাদান যোগ করে) খাদ করে এবং একটি ফাটল ছাড়াই ঢালাই পান। এগুলি পারমাণবিক বোমার জন্য প্লুটোনিয়াম চার্জ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। চার্জের ওজন (এটি প্রাথমিকভাবে আইসোটোপের সমালোচনামূলক ভর দ্বারা নির্ধারিত হয়) 5-6 কেজি। এটি সহজেই 10 সেন্টিমিটার প্রান্তের আকারের একটি ঘনক্ষেত্রে ফিট হতে পারে।
প্লুটোনিয়ামের ভারী আইসোটোপ
প্লুটোনিয়াম-২৩৯-এ এই মৌলের উচ্চতর আইসোটোপগুলিও অল্প পরিমাণে রয়েছে - যার ভর সংখ্যা ২৪০ এবং ২৪১। 241 থেকে, অ্যামেরিসিয়াম পাওয়া যায় - উপাদান নং 95। এর বিশুদ্ধ আকারে, অন্যান্য আইসোটোপের মিশ্রণ ছাড়াই প্লুটোনিয়াম-240 এবং প্লুটোনিয়াম-241 চুল্লিতে জমা হওয়া প্লুটোনিয়ামের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিভাজন দ্বারা প্রাপ্ত করা যেতে পারে। এর আগে, প্লুটোনিয়াম অতিরিক্তভাবে কঠোরভাবে সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্য সহ নিউট্রন ফ্লাক্সের সাথে বিকিরণ করা হয়। অবশ্যই, এই সব খুব জটিল, বিশেষ করে যেহেতু প্লুটোনিয়াম শুধুমাত্র তেজস্ক্রিয় নয়, খুব বিষাক্তও। এটির সাথে কাজ করতে চরম সতর্কতা প্রয়োজন।
প্লুটোনিয়ামের সবচেয়ে আকর্ষণীয় আইসোটোপগুলির মধ্যে একটি, 242 Pu, নিউট্রন ফ্লাক্সে দীর্ঘ সময়ের জন্য 239 Pu কে বিকিরণ করে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। 242 Pu খুব কমই নিউট্রন ক্যাপচার করে এবং তাই অন্যান্য আইসোটোপের তুলনায় চুল্লিতে "পুড়ে যায়"। প্লুটোনিয়ামের অবশিষ্ট আইসোটোপগুলি প্রায় সম্পূর্ণরূপে টুকরো টুকরো হয়ে যাওয়ার পরে বা প্লুটোনিয়াম-242-এ পরিণত হওয়ার পরেও এটি টিকে থাকে।
প্লুটোনিয়াম-242 পারমাণবিক চুল্লিতে উচ্চতর ট্রান্সুরেনিয়াম উপাদানগুলির তুলনামূলকভাবে দ্রুত সঞ্চয়ের জন্য একটি "কাঁচামাল" হিসাবে গুরুত্বপূর্ণ। যদি প্লুটোনিয়াম-239 একটি প্রচলিত চুল্লিতে বিকিরণ করা হয়, তাহলে প্লুটোনিয়াম গ্রাম থেকে মাইক্রোগ্রাম পরিমাণ জমা হতে প্রায় 20 বছর সময় লাগবে, উদাহরণস্বরূপ, ক্যালিফোর্নিয়া-252।
চুল্লিতে নিউট্রন ফ্লাক্সের তীব্রতা বাড়িয়ে উচ্চতর আইসোটোপের জমা হওয়ার সময় কমানো সম্ভব। তারা এটিই করে, কিন্তু তারপরে আপনি প্লুটোনিয়াম -239 এর বড় পরিমাণে বিকিরণ করতে পারবেন না। সর্বোপরি, এই আইসোটোপটি নিউট্রন দ্বারা বিভক্ত এবং তীব্র প্রবাহে অত্যধিক শক্তি নির্গত হয়। চুল্লি ঠান্ডা করার সাথে অতিরিক্ত অসুবিধা দেখা দেয়। এই অসুবিধাগুলি এড়াতে, প্লুটোনিয়াম বিকিরণিত পরিমাণ হ্রাস করা প্রয়োজন। ফলস্বরূপ, ক্যালিফোর্নিয়ামের ফলন আবার কম হয়ে যাবে। দুষ্ট চক্র!
প্লুটোনিয়াম-242 তাপীয় নিউট্রন দ্বারা বিচ্ছিন্ন নয়, এটি তীব্র নিউট্রন ফ্লাক্সে প্রচুর পরিমাণে বিকিরণ করা যেতে পারে... তাই, চুল্লিতে, আমেরিসিয়াম থেকে ফার্মিয়াম পর্যন্ত সমস্ত উপাদান এই আইসোটোপ থেকে "তৈরি" হয় এবং ওজন পরিমাণে জমা হয়।
প্রতিবার বিজ্ঞানীরা প্লুটোনিয়ামের একটি নতুন আইসোটোপ পেতে সক্ষম হয়েছেন, এর নিউক্লিয়াসের অর্ধ-জীবন পরিমাপ করা হয়েছে। জোড় ভর সংখ্যা সহ ভারী তেজস্ক্রিয় নিউক্লিয়াসের আইসোটোপের অর্ধ-জীবন নিয়মিত পরিবর্তিত হয়। (এটি বিজোড় আইসোটোপের জন্য বলা যাবে না।)
ভর বাড়ার সাথে সাথে আইসোটোপের "জীবনকাল"ও বৃদ্ধি পায়। কয়েক বছর আগের কথা সর্বোচ্চ পয়েন্টএই চার্টটি ছিল প্লুটোনিয়াম-242। এবং তারপর কিভাবে এই বক্ররেখা যাবে - ভর সংখ্যা আরো বৃদ্ধি সঙ্গে? বিন্দু 1, যা 30 মিলিয়ন বছরের জীবনকালের সাথে মিলে যায়, বা বিন্দু 2, যা 300 মিলিয়ন বছরের সাথে মিলে যায়? এই প্রশ্নের উত্তর ভূ-বিজ্ঞানের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ ছিল। প্রথম ক্ষেত্রে, যদি 5 বিলিয়ন বছর আগে পৃথিবী সম্পূর্ণরূপে 244 পু নিয়ে গঠিত, তবে এখন পৃথিবীর সমগ্র ভরে প্লুটোনিয়াম-244-এর একটি মাত্র পরমাণু থাকবে। যদি দ্বিতীয় অনুমানটি সত্য হয়, তাহলে প্লুটোনিয়াম-244 এমন ঘনত্বে পৃথিবীতে থাকতে পারে যা ইতিমধ্যে সনাক্ত করা যেতে পারে। যদি আমরা পৃথিবীতে এই আইসোটোপটি খুঁজে পেতে যথেষ্ট ভাগ্যবান হতাম, তবে বিজ্ঞান আমাদের গ্রহের গঠনের সময় ঘটে যাওয়া প্রক্রিয়াগুলি সম্পর্কে সবচেয়ে মূল্যবান তথ্য পাবে।
প্লুটোনিয়ামের কিছু আইসোটোপের অর্ধেক জীবন
কয়েক বছর আগে, বিজ্ঞানীরা এই প্রশ্নের মুখোমুখি হয়েছিলেন: পৃথিবীতে ভারী প্লুটোনিয়াম খুঁজে বের করার চেষ্টা করা কি মূল্যবান? এটির উত্তর দেওয়ার জন্য, প্রথমে প্লুটোনিয়াম -244 এর অর্ধ-জীবন নির্ধারণ করা প্রয়োজন ছিল। তাত্ত্বিকরা প্রয়োজনীয় নির্ভুলতার সাথে এই মানটি গণনা করতে পারেনি। সব আশা ছিল শুধুমাত্র পরীক্ষার জন্য।
প্লুটোনিয়াম-244 পারমাণবিক চুল্লিতে জমা হয়। উপাদান নং 95 - americium (আইসোটোপ 243 Am) বিকিরণ করা হয়েছিল। একটি নিউট্রন ক্যাপচার করার পরে, এই আইসোটোপটি americium-244 এ পরিণত হয়েছে; 10 হাজারের মধ্যে একটিতে americium-244 প্লুটোনিয়াম-244-এ পরিণত হয়েছে।
প্লুটোনিয়াম-244-এর প্রস্তুতি আমেরিকান এবং কিউরিয়ামের মিশ্রণ থেকে বিচ্ছিন্ন করা হয়েছিল। নমুনাটির ওজন এক গ্রামের মাত্র কয়েক মিলিয়ন ভাগ। তবে তারা এই আকর্ষণীয় আইসোটোপের অর্ধ-জীবন নির্ধারণের জন্য যথেষ্ট ছিল। এটি 75 মিলিয়ন বছরের সমান হতে দেখা গেছে। পরে, অন্যান্য গবেষকরা প্লুটোনিয়াম-244-এর অর্ধ-জীবনকে স্পষ্ট করেছেন, তবে খুব বেশি নয় - 81 মিলিয়ন বছর। 1971 সালে, এই আইসোটোপের চিহ্ন বিরল আর্থ মিনারেল বাস্টনাসাইটে পাওয়া গিয়েছিল।
ট্রান্সউরেনিয়াম মৌলের একটি আইসোটোপ খুঁজে বের করার জন্য বিজ্ঞানীরা অনেক প্রচেষ্টা করেছেন যা 244 Pu এর চেয়ে বেশি সময় ধরে থাকে। কিন্তু সব চেষ্টাই বৃথা থেকে গেল। এক সময়ে, কিউরিয়াম -247-এ আশা রাখা হয়েছিল, কিন্তু এই আইসোটোপটি চুল্লিতে জমা হওয়ার পরে, এটি প্রমাণিত হয়েছিল যে এর অর্ধ-জীবন মাত্র 16 মিলিয়ন বছর। প্লুটোনিয়াম -244 এর রেকর্ড ভাঙ্গা সম্ভব ছিল না - এটি ট্রান্সুরেনিয়াম উপাদানগুলির সমস্ত আইসোটোপের মধ্যে দীর্ঘস্থায়ী।
এমনকি প্লুটোনিয়ামের ভারী আইসোটোপগুলিও বিটা ক্ষয়ের মধ্য দিয়ে যায় এবং তাদের জীবনকাল কয়েক দিন থেকে এক সেকেন্ডের কয়েক দশমাংশ পর্যন্ত থাকে। আমরা নিশ্চিতভাবে জানি যে থার্মোনিউক্লিয়ার বিস্ফোরণ 257 পু পর্যন্ত প্লুটোনিয়ামের সমস্ত আইসোটোপ তৈরি করে। কিন্তু তাদের জীবনকাল এক সেকেন্ডের দশমাংশ, এবং প্লুটোনিয়ামের অনেক স্বল্পস্থায়ী আইসোটোপ এখনও অধ্যয়ন করা হয়নি।
প্রথম প্লুটোনিয়াম আইসোটোপের সম্ভাবনা
এবং অবশেষে - প্লুটোনিয়াম -238 সম্পর্কে - প্লুটোনিয়ামের "মানবসৃষ্ট" আইসোটোপগুলির মধ্যে প্রথমটি, একটি আইসোটোপ যা প্রথমে অপ্রত্যাশিত বলে মনে হয়েছিল। এটি আসলে একটি খুব আকর্ষণীয় আইসোটোপ। এটি আলফা ক্ষয় সাপেক্ষে, অর্থাৎ, এর নিউক্লিয়াস স্বতঃস্ফূর্তভাবে আলফা কণা নির্গত করে - হিলিয়াম নিউক্লিয়াস। প্লুটোনিয়াম-২৩৮ নিউক্লিয়াস দ্বারা উত্পন্ন আলফা কণা উচ্চ শক্তি বহন করে; পদার্থে বিলুপ্ত হলে এই শক্তি তাপে পরিণত হয়। এই শক্তি কত বড়? একটির ক্ষয় থেকে ছয় মিলিয়ন ইলেকট্রন ভোল্ট নির্গত হয় পারমাণবিক নিউক্লিয়াসপ্লুটোনিয়াম-238। একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ায়, একই শক্তি নির্গত হয় যখন কয়েক মিলিয়ন পরমাণু জারিত হয়। এক কিলোগ্রাম প্লুটোনিয়াম-২৩৮ সমন্বিত একটি বিদ্যুতের উত্স 560 ওয়াটের তাপ শক্তি বিকাশ করে। একই ভরের একটি রাসায়নিক তড়িৎ উৎসের সর্বোচ্চ শক্তি 5 ওয়াট।
অনুরূপ সঙ্গে অনেক emitters আছে শক্তি বৈশিষ্ট্য, কিন্তু প্লুটোনিয়াম-238 এর একটি বৈশিষ্ট্য এই আইসোটোপটিকে অপরিবর্তনীয় করে তোলে। আলফা ক্ষয় সাধারণত শক্তিশালী গামা বিকিরণ দ্বারা অনুষঙ্গী হয়, পদার্থের বৃহৎ স্তর ভেদ করে। 238 পু একটি ব্যতিক্রম। এর নিউক্লিয়াসের ক্ষয়ের সাথে গামা রশ্মির শক্তি কম, এবং এটি থেকে রক্ষা করা কঠিন নয়: বিকিরণ একটি পাতলা-প্রাচীরযুক্ত পাত্র দ্বারা শোষিত হয়। এই আইসোটোপের নিউক্লিয়াসের স্বতঃস্ফূর্ত বিদারণ হওয়ার সম্ভাবনাও কম। অতএব, এটি কেবল বর্তমান উত্সগুলিতেই নয়, ওষুধেও প্রয়োগ পেয়েছে। প্লুটোনিয়াম-238 ধারণকারী ব্যাটারি বিশেষ কার্ডিয়াক উদ্দীপকগুলিতে শক্তির উত্স হিসাবে কাজ করে।
কিন্তু 238 পু নং 94 মৌলের সবচেয়ে হালকা আইসোটোপ নয়; প্লুটোনিয়ামের আইসোটোপগুলি 232 থেকে 237 পর্যন্ত ভর সংখ্যার সাথে পাওয়া গেছে। সবচেয়ে হালকা আইসোটোপের অর্ধ-জীবন হল 36 মিনিট।
প্লুটোনিয়াম একটি বড় বিষয়। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় এখানে বলা হয়. সর্বোপরি, এটি ইতিমধ্যে একটি আদর্শ বাক্যাংশে পরিণত হয়েছে যে প্লুটোনিয়ামের রসায়ন লোহার মতো "পুরানো" উপাদানগুলির রসায়নের চেয়ে অনেক ভাল অধ্যয়ন করা হয়েছে। প্লুটোনিয়ামের পারমাণবিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে পুরো বই লেখা হয়েছে। প্লুটোনিয়ামের ধাতুবিদ্যা মানব জ্ঞানের আরেকটি আশ্চর্যজনক বিভাগ... অতএব, এই গল্পটি পড়ার পরে, আপনি সত্যিই প্লুটোনিয়াম শিখেছেন - এটি 20 শতকের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধাতুকে মনে করা উচিত নয়।
- কিভাবে প্লুটোনিয়াম বহন করতে হয়। তেজস্ক্রিয় এবং বিষাক্ত প্লুটোনিয়াম পরিবহনের সময় বিশেষ যত্ন প্রয়োজন। একটি কন্টেইনার বিশেষভাবে পরিবহণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল - একটি কন্টেইনার যা বিমান দুর্ঘটনায়ও ধ্বংস হয় না। এটি বেশ সহজভাবে তৈরি করা হয়েছে: এটি একটি পুরু-প্রাচীরযুক্ত পাত্র স্টেইনলেস স্টীল, একটি মেহগনি শেল দ্বারা বেষ্টিত. স্পষ্টতই, প্লুটোনিয়াম মূল্যবান, কিন্তু কল্পনা করুন যে দেয়ালগুলি কতটা পুরু হবে যদি আপনি জানেন যে মাত্র দুই কিলোগ্রাম প্লুটোনিয়াম পরিবহনের জন্য একটি পাত্রের ওজন 225 কেজি!
- বিষ এবং প্রতিষেধক। 20 অক্টোবর, 1977 এ, এজেন্স ফ্রান্স প্রেস রিপোর্ট করেছে: পাওয়া গেছে রাসায়নিক যৌগ, মানুষের শরীর থেকে প্লুটোনিয়াম অপসারণ করতে সক্ষম। কয়েক বছর পরে, এই যৌগ সম্পর্কে অনেক কিছু জানা যায়। এই জটিল যৌগটি একটি রৈখিক কার্বক্সিলেস ক্যাটেচিনামাইড, চেলেট শ্রেণীর একটি পদার্থ (গ্রীক "চেলা" - নখর থেকে)। প্লুটোনিয়াম পরমাণু, মুক্ত বা আবদ্ধ, এই রাসায়নিক নখর মধ্যে বন্দী হয়। পরীক্ষাগার ইঁদুরে, এই পদার্থটি ব্যবহার করে 70% পর্যন্ত শোষিত প্লুটোনিয়াম শরীর থেকে সরানো হয়েছিল। এটা বিশ্বাস করা হয় যে ভবিষ্যতে এই যৌগ উৎপাদন বর্জ্য এবং পারমাণবিক জ্বালানী উভয় থেকে প্লুটোনিয়াম নিষ্কাশন করতে সাহায্য করবে।
আমরা আজ কি শিখতে চাই? 1 ঘনমিটার প্লুটোনিয়ামের ওজন কত, প্লুটোনিয়ামের ওজন 1 m3?কোন সমস্যা নেই, আপনি একবারে কিলোগ্রাম বা টন সংখ্যা বের করতে পারেন, ভর (এক ঘনমিটারের ওজন, এক ঘনকের ওজন, একের ওজন ঘনমিটার, ওজন 1 m3) সারণি 1 এ নির্দেশিত হয়েছে। যদি কেউ আগ্রহী হন, আপনি নীচের ছোট লেখাটি স্কিম করতে পারেন এবং কিছু ব্যাখ্যা পড়তে পারেন। আমাদের প্রয়োজনীয় পদার্থ, উপাদান, তরল বা গ্যাসের পরিমাণ কীভাবে পরিমাপ করা হয়? সেসব ক্ষেত্রে ব্যতীত যখন পণ্য, পণ্য, উপাদানের টুকরো (টুকরা গণনা) গণনা করার জন্য প্রয়োজনীয় পরিমাণের গণনা হ্রাস করা সম্ভব হয়, আয়তন এবং ওজন (ভর) এর উপর ভিত্তি করে প্রয়োজনীয় পরিমাণ নির্ধারণ করা আমাদের পক্ষে সবচেয়ে সহজ। . দৈনন্দিন জীবনে, আমাদের জন্য আয়তন পরিমাপের সবচেয়ে সাধারণ একক হল 1 লিটার। যাইহোক, পরিবারের গণনার জন্য উপযুক্ত লিটারের সংখ্যা সর্বদা ব্যবসায়িক ক্রিয়াকলাপের জন্য ভলিউম নির্ধারণের উপযুক্ত উপায় নয়। উপরন্তু, আমাদের দেশে লিটার ভলিউম পরিমাপের জন্য একটি সাধারণভাবে গৃহীত "উৎপাদন" এবং ট্রেডিং ইউনিট হয়ে ওঠেনি। এক কিউবিক মিটার, বা এর সংক্ষিপ্ত সংস্করণে - এক ঘনক, ব্যবহারিক ব্যবহারের জন্য ভলিউমের একটি মোটামুটি সুবিধাজনক এবং জনপ্রিয় একক হিসাবে পরিণত হয়েছে। আমরা প্রায় সব পদার্থ, তরল, পদার্থ এবং এমনকি গ্যাসকে ঘন মিটারে পরিমাপ করতে অভ্যস্ত। এটা সত্যিই সুবিধাজনক. সর্বোপরি, তাদের খরচ, দাম, হার, ব্যবহারের হার, শুল্ক, সরবরাহ চুক্তি প্রায় সবসময় ঘন মিটার (কিউব) এর সাথে আবদ্ধ থাকে এবং অনেক কম প্রায়ই লিটারের সাথে। ব্যবহারিক ক্রিয়াকলাপের জন্য কম গুরুত্বপূর্ণ নয় কেবলমাত্র আয়তনের জ্ঞান, তবে এই ভলিউম দখলকারী পদার্থের ওজন (ভর) সম্পর্কেও: এই ক্ষেত্রে আমরা 1 ঘনমিটার ওজনের (1 ঘনমিটার, 1 ঘন মিটার,) সম্পর্কে কথা বলছি। 1 মি 3)। ভর এবং আয়তন জানা আমাদের পরিমাণ সম্পর্কে মোটামুটি সম্পূর্ণ ধারণা দেয়। সাইট ভিজিটররা, যখন জিজ্ঞাসা করে যে 1 ঘনকের ওজন কত, প্রায়ই নির্দিষ্ট ভরের একক নির্দেশ করে যেখানে তারা প্রশ্নের উত্তর জানতে চায়। আমরা লক্ষ্য করেছি, প্রায়শই তারা 1 ঘনক (1 ঘনমিটার, 1 ঘনমিটার, 1 মি 3) কিলোগ্রাম (কেজি) বা টন (টি) এর ওজন জানতে চায়। মূলত, আপনার kg/m3 বা t/m3 প্রয়োজন। এগুলি ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত একক যা পরিমাণকে সংজ্ঞায়িত করে। নীতিগতভাবে, টন থেকে কিলোগ্রাম এবং তদ্বিপরীত ওজন (ভর) এর একটি মোটামুটি সহজ স্বাধীন রূপান্তর সম্ভব: কিলোগ্রাম থেকে টন। যাইহোক, যেমন অনুশীলন দেখানো হয়েছে, বেশিরভাগ সাইটের দর্শকদের জন্য একটি আরও সুবিধাজনক বিকল্প হবে, কিলোগ্রামকে টনে রূপান্তর না করে বা এর বিপরীতে - প্রতি ঘনমিটারে টন সংখ্যা কিলোগ্রামে (এক ঘনমিটার, এক ঘনমিটার, এক এম৩)। অতএব, সারণি 1-এ আমরা 1 কিউবিক মিটার (1 কিউবিক মিটার, 1 কিউবিক মিটার) কিলোগ্রাম (কেজি) এবং টন (টি) এর ওজন কত তা নির্দেশ করেছি। আপনার নিজের প্রয়োজন যে টেবিল কলাম চয়ন করুন. যাইহোক, যখন আমরা জিজ্ঞাসা করি 1 ঘনমিটার (1 m3) ওজন কত, আমরা কিলোগ্রামের সংখ্যা বা টন সংখ্যা বোঝাতে চাই। যাইহোক, ভৌতিক দৃষ্টিকোণ থেকে, আমরা ঘনত্ব বা নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ সম্পর্কে আগ্রহী। একক আয়তনের ভর বা একক আয়তনে থাকা পদার্থের পরিমাণ হল বাল্ক ঘনত্ব বা নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ। এই ক্ষেত্রে বাল্ক ঘনত্ব এবং প্লুটোনিয়ামের নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ।পদার্থবিজ্ঞানে ঘনত্ব এবং নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ সাধারণত kg/m3 বা টন/m3 তে নয়, কিন্তু গ্রাম প্রতি ঘন সেন্টিমিটারে: g/cm3। অতএব, সারণি 1-এ, নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ এবং ঘনত্ব (সমার্থক শব্দ) প্রতি ঘন সেন্টিমিটারে গ্রাম হিসাবে নির্দেশিত হয়েছে (g/cm3)
আমাদের অনেক পাঠক হাইড্রোজেন বোমাকে পারমাণবিক বোমার সাথে যুক্ত করেন, শুধুমাত্র অনেক বেশি শক্তিশালী। প্রকৃতপক্ষে, এটি একটি মৌলিকভাবে নতুন অস্ত্র, যার সৃষ্টির জন্য অসামঞ্জস্যপূর্ণভাবে বৃহৎ বৌদ্ধিক প্রচেষ্টা প্রয়োজন এবং মৌলিকভাবে ভিন্ন শারীরিক নীতির উপর কাজ করে।
পারমাণবিক এবং হাইড্রোজেন বোমার মধ্যে একটাই মিল রয়েছে তা হল উভয়ই পারমাণবিক নিউক্লিয়াসে লুকিয়ে থাকা বিপুল শক্তি প্রকাশ করে। এটি দুটি উপায়ে করা যেতে পারে: ভারী নিউক্লিয়াসকে বিভক্ত করা, উদাহরণস্বরূপ, ইউরেনিয়াম বা প্লুটোনিয়ামকে হালকা (ফিশন বিক্রিয়া) বা হাইড্রোজেনের সবচেয়ে হালকা আইসোটোপগুলিকে একত্রিত করতে বাধ্য করা (ফিউশন বিক্রিয়া)। উভয় প্রতিক্রিয়ার ফলে, ফলের উপাদানটির ভর সর্বদা মূল পরমাণুর ভরের চেয়ে কম থাকে। কিন্তু ভর একটি ট্রেস ছাড়া অদৃশ্য হতে পারে না - এটি আইনস্টাইনের বিখ্যাত সূত্র E=mc 2 অনুসারে শক্তিতে পরিণত হয়।
একটি পারমাণবিক বোমা তৈরি করার জন্য, একটি প্রয়োজনীয় এবং পর্যাপ্ত শর্ত হল পর্যাপ্ত পরিমাণে ফিসাইল উপাদান প্রাপ্ত করা। কাজটি বেশ শ্রম-নিবিড়, কিন্তু নিম্ন-বুদ্ধিসম্পন্ন, উচ্চ বিজ্ঞানের চেয়ে খনি শিল্পের কাছাকাছি। এই ধরনের অস্ত্র তৈরির প্রধান সম্পদ বিশাল ইউরেনিয়াম খনি এবং সমৃদ্ধকরণ প্ল্যান্ট নির্মাণে ব্যয় করা হয়। ডিভাইসটির সরলতার প্রমাণ হল প্রথম বোমা এবং প্রথম সোভিয়েত পারমাণবিক বিস্ফোরণের জন্য প্রয়োজনীয় প্লুটোনিয়াম উৎপাদনের মধ্যে এক মাসেরও কম সময় কেটে গেছে।
আসুন আমরা সংক্ষেপে এই ধরনের বোমার অপারেটিং নীতির কথা স্মরণ করি, যা স্কুলের পদার্থবিদ্যার কোর্স থেকে পরিচিত। এটি ইউরেনিয়াম এবং কিছু ট্রান্সউরেনিয়াম উপাদানের সম্পত্তির উপর ভিত্তি করে, উদাহরণস্বরূপ, প্লুটোনিয়াম, ক্ষয়ের সময় একাধিক নিউট্রন ছেড়ে দেয়। এই উপাদানগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে বা অন্যান্য নিউট্রনের প্রভাবে ক্ষয় হতে পারে।
নির্গত নিউট্রন তেজস্ক্রিয় পদার্থ ছেড়ে যেতে পারে, অথবা এটি অন্য পরমাণুর সাথে সংঘর্ষ করতে পারে, যার ফলে আরেকটি বিদারণ প্রতিক্রিয়া ঘটে। যখন একটি পদার্থের একটি নির্দিষ্ট ঘনত্ব (গুরুত্বপূর্ণ ভর) অতিক্রম করা হয়, তখন নবজাত নিউট্রনের সংখ্যা, পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের আরও বিদারণ ঘটায়, ক্ষয়প্রাপ্ত নিউক্লিয়াসের সংখ্যাকে অতিক্রম করতে শুরু করে। ক্ষয়প্রাপ্ত পরমাণুর সংখ্যা তুষারপাতের মতো বাড়তে শুরু করে, নতুন নিউট্রনের জন্ম দেয়, অর্থাৎ একটি চেইন বিক্রিয়া ঘটে। ইউরেনিয়াম -235 এর জন্য, সমালোচনামূলক ভর প্রায় 50 কেজি, প্লুটোনিয়াম -239 - 5.6 কেজির জন্য। অর্থাৎ, 5.6 কেজির থেকে সামান্য কম ওজনের প্লুটোনিয়ামের একটি বল হল একটি উষ্ণ ধাতুর টুকরো, এবং সামান্য বেশি ভর মাত্র কয়েক ন্যানোসেকেন্ড স্থায়ী হয়।
বোমার প্রকৃত অপারেশন সহজ: আমরা ইউরেনিয়াম বা প্লুটোনিয়ামের দুটি গোলার্ধ নিই, প্রতিটি ক্রিটিক্যাল ভরের থেকে সামান্য কম, তাদের 45 সেন্টিমিটার দূরত্বে রাখুন, বিস্ফোরক দিয়ে ঢেকে দিন এবং বিস্ফোরণ ঘটান। ইউরেনিয়াম বা প্লুটোনিয়ামকে সুপারক্রিটিকাল ভরের একটি অংশে সিন্টার করা হয় এবং একটি পারমাণবিক বিক্রিয়া শুরু হয়। সব একটি পারমাণবিক বিক্রিয়া শুরু করার আরেকটি উপায় আছে - একটি শক্তিশালী বিস্ফোরণের সাথে প্লুটোনিয়ামের একটি অংশকে সংকুচিত করা: পরমাণুর মধ্যে দূরত্ব হ্রাস পাবে, এবং প্রতিক্রিয়াটি নিম্ন সমালোচনামূলক ভরে শুরু হবে। সমস্ত আধুনিক পারমাণবিক ডেটোনেটর এই নীতিতে কাজ করে।
পারমাণবিক বোমা নিয়ে সমস্যা শুরু হয় সেই মুহূর্ত থেকে যখন আমরা বিস্ফোরণের শক্তি বাড়াতে চাই। শুধু ফিসাইল উপাদান বৃদ্ধি যথেষ্ট নয় - যত তাড়াতাড়ি এর ভর একটি গুরুতর ভরে পৌঁছায়, এটি বিস্ফোরিত হয়। বিভিন্ন বুদ্ধিমান স্কিম উদ্ভাবন করা হয়েছিল, উদাহরণস্বরূপ, একটি বোমা দুটি অংশ থেকে নয়, বরং অনেকগুলি থেকে তৈরি করা হয়েছিল, যার ফলে বোমাটি একটি আঁশযুক্ত কমলার মতো হতে শুরু করে এবং তারপরে একটি বিস্ফোরণের সাথে এটিকে এক টুকরোতে একত্রিত করে, কিন্তু তবুও, একটি শক্তি দিয়ে। 100 কিলোটনের বেশি, সমস্যাগুলি অনতিক্রম্য হয়ে ওঠে।
কিন্তু থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশনের জন্য জ্বালানীর একটি সমালোচনামূলক ভর নেই। এখানে সূর্য, থার্মোনিউক্লিয়ার ফুয়েলে ভরা, মাথার উপরে ঝুলে আছে, এক বিলিয়ন বছর ধরে এর ভিতরে একটি থার্মোনিউক্লিয়ার প্রতিক্রিয়া চলছে - এবং কিছুই বিস্ফোরিত হয় না। এছাড়াও, উদাহরণস্বরূপ, ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়াম (হাইড্রোজেনের ভারী এবং অতি-ভারী আইসোটোপ) এর সংশ্লেষণের প্রতিক্রিয়ার সময়, ইউরেনিয়াম -235-এর একই ভরের দহনের সময় শক্তি 4.2 গুণ বেশি নির্গত হয়।
পারমাণবিক বোমা তৈরির চেয়ে বেশি পরীক্ষামূলক ছিল তাত্ত্বিক প্রক্রিয়া. একটি হাইড্রোজেন বোমা তৈরির জন্য সম্পূর্ণ নতুন শারীরিক শৃঙ্খলার উত্থানের প্রয়োজন ছিল: উচ্চ-তাপমাত্রার প্লাজমা এবং অতি-উচ্চ চাপের পদার্থবিদ্যা। একটি বোমা নির্মাণ শুরু করার আগে, শুধুমাত্র নক্ষত্রের কেন্দ্রস্থলে ঘটে যাওয়া ঘটনার প্রকৃতিটি পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে বোঝার প্রয়োজন ছিল। কোন পরীক্ষা এখানে সাহায্য করতে পারে না - গবেষকদের টুল ছিল শুধুমাত্র তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যাএবং উচ্চতর গণিত. এটা কোন কাকতালীয় ঘটনা নয় যে থার্মোনিউক্লিয়ার অস্ত্রের বিকাশে একটি বিশাল ভূমিকা গণিতবিদদের অন্তর্গত: উলাম, টিখোনভ, সামারস্কি ইত্যাদি।
ক্লাসিক সুপার
1945 সালের শেষের দিকে, এডওয়ার্ড টেলার প্রথম হাইড্রোজেন বোমার ডিজাইনের প্রস্তাব করেন, যাকে "ক্লাসিক সুপার" বলা হয়। ফিউশন বিক্রিয়া শুরু করার জন্য প্রয়োজনীয় রাক্ষস চাপ এবং তাপমাত্রা তৈরি করতে, এটি একটি প্রচলিত পারমাণবিক বোমা ব্যবহার করার কথা ছিল। "ক্লাসিক সুপার" নিজেই ডিউটেরিয়ামে ভরা একটি দীর্ঘ সিলিন্ডার ছিল। একটি ডিউটেরিয়াম-ট্রিটিয়াম মিশ্রণ সহ একটি মধ্যবর্তী "ইগনিশন" চেম্বারও সরবরাহ করা হয়েছিল - ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়ামের সংশ্লেষণ প্রতিক্রিয়া কম চাপে শুরু হয়। আগুনের সাথে সাদৃশ্য অনুসারে, ডিউটেরিয়াম আগুন কাঠের ভূমিকা পালন করার কথা ছিল, ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়ামের মিশ্রণ - এক গ্লাস পেট্রল, এবং একটি পারমাণবিক বোমা - একটি ম্যাচ। এই স্কিমটিকে "পাইপ" বলা হত - এক প্রান্তে পারমাণবিক লাইটার সহ এক ধরণের সিগার। সোভিয়েত পদার্থবিদরা একই স্কিম ব্যবহার করে হাইড্রোজেন বোমা তৈরি করতে শুরু করেছিলেন।
যাইহোক, গণিতবিদ স্ট্যানিস্লাভ উলম, একটি সাধারণ স্লাইড নিয়ম ব্যবহার করে, টেলারকে প্রমাণ করেছিলেন যে একটি "সুপার" এ বিশুদ্ধ ডিউটেরিয়ামের ফিউশন বিক্রিয়ার ঘটনা খুব কমই সম্ভব, এবং মিশ্রণটির জন্য এত পরিমাণে ট্রিটিয়াম প্রয়োজন যে এটি তৈরি করতে হবে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে অস্ত্র-গ্রেড প্লুটোনিয়ামের উত্পাদন কার্যত হিমায়িত করার জন্য প্রয়োজনীয়।
চিনি দিয়ে পাফ করুন
1946 সালের মাঝামাঝি সময়ে, টেলার আরেকটি হাইড্রোজেন বোমার নকশা প্রস্তাব করেছিলেন - একটি "এলার্ম ঘড়ি"। এটি ইউরেনিয়াম, ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়ামের পর্যায়ক্রমে গোলাকার স্তর নিয়ে গঠিত। প্লুটোনিয়ামের কেন্দ্রীয় চার্জের পারমাণবিক বিস্ফোরণের সময়, বোমার অন্যান্য স্তরগুলিতে একটি থার্মোনিউক্লিয়ার প্রতিক্রিয়া শুরু করার জন্য প্রয়োজনীয় চাপ এবং তাপমাত্রা তৈরি হয়েছিল। যাইহোক, "অ্যালার্ম ক্লক" এর জন্য একটি উচ্চ-ক্ষমতার পারমাণবিক সূচনাকারীর প্রয়োজন ছিল এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের (সেইসাথে ইউএসএসআর) অস্ত্র-গ্রেড ইউরেনিয়াম এবং প্লুটোনিয়াম তৈরিতে সমস্যা ছিল।
1948 সালের শরত্কালে, আন্দ্রেই সাখারভ অনুরূপ পরিকল্পনায় এসেছিলেন। সোভিয়েত ইউনিয়নে, নকশাটিকে "স্লোয়কা" বলা হত। ইউএসএসআর-এর জন্য, যার কাছে পর্যাপ্ত পরিমাণে অস্ত্র-গ্রেড ইউরেনিয়াম-235 এবং প্লুটোনিয়াম-239 তৈরি করার সময় ছিল না, সাখারভের পাফ পেস্ট ছিল একটি প্যানেসিয়া। এবং এখানে কেন.
একটি প্রচলিত পারমাণবিক বোমায়, প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম-238 শুধুমাত্র অকেজো নয় (ক্ষয়ের সময় নিউট্রন শক্তি বিদারণ শুরু করার জন্য যথেষ্ট নয়), তবে ক্ষতিকারকও কারণ এটি সাগ্রহে সেকেন্ডারি নিউট্রন শোষণ করে, চেইন বিক্রিয়াকে ধীর করে দেয়। সুতরাং, অস্ত্র-গ্রেড ইউরেনিয়ামের 90% আইসোটোপ ইউরেনিয়াম -235 নিয়ে গঠিত। যাইহোক, থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশনের ফলে সৃষ্ট নিউট্রনগুলি ফিশন নিউট্রনের তুলনায় 10 গুণ বেশি শক্তিসম্পন্ন এবং এই জাতীয় নিউট্রনগুলির সাথে বিকিরণিত প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম-238 চমৎকারভাবে বিদারণ শুরু করে। নতুন বোমাটি ইউরেনিয়াম -238 ব্যবহার করা সম্ভব করেছে, যা আগে একটি বর্জ্য পণ্য হিসাবে বিবেচিত হয়েছিল, একটি বিস্ফোরক হিসাবে।
সাখারভের "পাফ প্যাস্ট্রি" এর হাইলাইটটি ছিল তীব্রভাবে ঘাটতিযুক্ত ট্রিটিয়ামের পরিবর্তে একটি সাদা হালকা স্ফটিক পদার্থ - লিথিয়াম ডিউটারাইড 6 লিডি - ব্যবহার করা।
উপরে উল্লিখিত হিসাবে, ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়ামের মিশ্রণ বিশুদ্ধ ডিউটেরিয়ামের চেয়ে অনেক বেশি সহজে জ্বলে। যাইহোক, এখানেই ট্রিটিয়ামের সুবিধাগুলি শেষ হয়, এবং শুধুমাত্র অসুবিধাগুলি অবশিষ্ট থাকে: ভাল অবস্থায়ট্রিটিয়াম একটি গ্যাস, যা স্টোরেজ অসুবিধা সৃষ্টি করে; ট্রিটিয়াম তেজস্ক্রিয় এবং ক্ষয়প্রাপ্ত হয়ে স্থিতিশীল হিলিয়াম-3-এ পরিণত হয়, যা সক্রিয়ভাবে অতি প্রয়োজনীয় দ্রুত নিউট্রন গ্রহণ করে, বোমার শেলফ লাইফকে কয়েক মাসের জন্য সীমিত করে।
অ-তেজস্ক্রিয় লিথিয়াম ডিউট্রাইড, যখন ধীর বিদারণ নিউট্রন দিয়ে বিকিরণ করা হয় - একটি পারমাণবিক ফিউজ বিস্ফোরণের পরিণতি - ট্রিটিয়ামে পরিণত হয়। এইভাবে, প্রাথমিক পারমাণবিক বিস্ফোরণ থেকে বিকিরণ তাত্ক্ষণিকভাবে আরও থার্মোনিউক্লিয়ার বিক্রিয়ার জন্য পর্যাপ্ত পরিমাণে ট্রিটিয়াম তৈরি করে এবং ডিউটেরিয়াম প্রাথমিকভাবে লিথিয়াম ডিউটারাইডে উপস্থিত থাকে।
এটি ঠিক এমন একটি বোমা ছিল, আরডিএস-6, যা 12 আগস্ট, 1953 সালে সেমিপালাটিনস্ক টেস্ট সাইটের টাওয়ারে সফলভাবে পরীক্ষা করা হয়েছিল। বিস্ফোরণের শক্তি ছিল 400 কিলোটন, এবং এটি একটি বাস্তব থার্মোনিউক্লিয়ার বিস্ফোরণ নাকি একটি অতি-শক্তিশালী পারমাণবিক বিস্ফোরণ ছিল তা নিয়ে এখনও বিতর্ক রয়েছে। সর্বোপরি, সাখারভের পাফ পেস্টে থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশন বিক্রিয়া মোট চার্জ পাওয়ারের 20% এর বেশি নয়। বিস্ফোরণের প্রধান অবদান ইউরেনিয়াম -238 এর ক্ষয় প্রতিক্রিয়া দ্বারা তৈরি হয়েছিল যা দ্রুত নিউট্রন দ্বারা বিকিরণ করা হয়েছিল, যার জন্য ধন্যবাদ RDS-6s তথাকথিত "নোংরা" বোমার যুগে প্রবেশ করেছিল।
আসল বিষয়টি হ'ল প্রধান তেজস্ক্রিয় দূষণ ক্ষয় পণ্য থেকে আসে (বিশেষত, স্ট্রন্টিয়াম -90 এবং সিজিয়াম -137)। মূলত, সাখারভের "পাফ পেস্ট্রি" ছিল একটি বিশাল পারমাণবিক বোমা, শুধুমাত্র সামান্য উন্নত থার্মোনিউক্লিয়ার প্রতিক্রিয়া. এটি কোন কাকতালীয় নয় যে শুধুমাত্র একটি "পাফ প্যাস্ট্রি" বিস্ফোরণ স্ট্রন্টিয়াম -90 এর 82% এবং সিজিয়াম -137 এর 75% উত্পাদন করেছিল, যা সেমিপালাটিনস্ক পরীক্ষার সাইটের পুরো ইতিহাসে বায়ুমণ্ডলে প্রবেশ করেছিল।
আমেরিকান বোমা
যাইহোক, আমেরিকানরাই প্রথম হাইড্রোজেন বোমার বিস্ফোরণ ঘটিয়েছিল। নভেম্বর 1, 1952 এলুজেল্যাব অ্যাটল ইন প্রশান্ত মহাসাগর 10 মেগাটনের ফলন সহ মাইক থার্মোনিউক্লিয়ার ডিভাইসটি সফলভাবে পরীক্ষা করা হয়েছে। 74-টন আমেরিকান ডিভাইসকে বোমা বলা কঠিন। "মাইক" একটি বিশাল যন্ত্র ছিল একটি দ্বিতল বাড়ির আকারের, যা পরম শূন্যের কাছাকাছি তাপমাত্রায় তরল ডিউটেরিয়াম দিয়ে ভরা (সাখারভের "পাফ পেস্ট্রি" একটি সম্পূর্ণ পরিবহনযোগ্য পণ্য ছিল)। যাইহোক, "মাইক" এর হাইলাইটটি এর আকার ছিল না, তবে তাপনিউক্লিয়ার বিস্ফোরকগুলিকে সংকুচিত করার বুদ্ধিমান নীতি ছিল।
আসুন আমরা স্মরণ করি যে হাইড্রোজেন বোমার মূল ধারণাটি হল পারমাণবিক বিস্ফোরণের মাধ্যমে ফিউশনের (অতি-উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রা) পরিস্থিতি তৈরি করা। "পাফ" স্কিমে, পারমাণবিক চার্জ কেন্দ্রে অবস্থিত, এবং তাই এটি ডিউটেরিয়ামকে এতটা সংকুচিত করে না যতটা এটিকে বাইরের দিকে ছড়িয়ে দেয় - থার্মোনিউক্লিয়ার বিস্ফোরকের পরিমাণ বাড়ানো শক্তি বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে না - এটি কেবল করে না বিস্ফোরণ করার সময় আছে। এটিই এই স্কিমের সর্বাধিক শক্তিকে সীমাবদ্ধ করে - বিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী "পাফ", অরেঞ্জ হেরাল্ড, ব্রিটিশরা 31 মে, 1957 সালে উড়িয়ে দিয়েছিল, মাত্র 720 কিলোটন ফলন করেছিল।
এটা আদর্শ হবে যদি আমরা পারমাণবিক ফিউজকে ভিতরে বিস্ফোরিত করতে পারি, থার্মোনিউক্লিয়ার বিস্ফোরককে সংকুচিত করে। কিন্তু কিভাবে এই কাজ? এডওয়ার্ড টেলার একটি উজ্জ্বল ধারণা পেশ করেছিলেন: থার্মোনিউক্লিয়ার জ্বালানিকে যান্ত্রিক শক্তি এবং নিউট্রন ফ্লাক্স দিয়ে নয়, প্রাথমিক পারমাণবিক ফিউজের বিকিরণ দিয়ে সংকুচিত করা।
টেলারের নতুন ডিজাইনে, সূচনাকারী পারমাণবিক ইউনিট থার্মোনিউক্লিয়ার ইউনিট থেকে আলাদা করা হয়েছিল। যখন পারমাণবিক চার্জ ট্রিগার হয়, তখন এক্স-রে বিকিরণ শক ওয়েভের আগে ছিল এবং নলাকার শরীরের দেয়াল বরাবর ছড়িয়ে পড়ে, বাষ্পীভূত হয়ে বোমার শরীরের পলিথিন ভিতরের আস্তরণকে প্লাজমাতে পরিণত করে। প্লাজমা, পরিবর্তে, নরম এক্স-রে পুনরায় নির্গত করে, যা ইউরেনিয়াম -238 এর অভ্যন্তরীণ সিলিন্ডারের বাইরের স্তর দ্বারা শোষিত হয়েছিল - "পুশার"। স্তরগুলি বিস্ফোরকভাবে বাষ্পীভূত হতে শুরু করে (এই ঘটনাটিকে অ্যাবলেশন বলা হয়)। গরম ইউরেনিয়াম প্লাজমাকে একটি অতি-শক্তিশালী রকেট ইঞ্জিনের জেটের সাথে তুলনা করা যেতে পারে, যার থ্রাস্ট ডিউটেরিয়াম সহ সিলিন্ডারে নির্দেশিত হয়। ইউরেনিয়াম সিলিন্ডার ভেঙে পড়ে, ডিউটেরিয়ামের চাপ এবং তাপমাত্রা পৌঁছে যায় সমালোচনামূলক স্তর. একই চাপ কেন্দ্রীয় প্লুটোনিয়াম টিউবকে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভরে সংকুচিত করে এবং এটি বিস্ফোরিত হয়। প্লুটোনিয়াম ফিউজের বিস্ফোরণটি ভিতর থেকে ডিউটেরিয়ামে চাপা, থার্মোনিউক্লিয়ার বিস্ফোরককে আরও সংকুচিত এবং গরম করে, যা বিস্ফোরিত হয়। নিউট্রনের একটি তীব্র প্রবাহ ইউরেনিয়াম-238 নিউক্লিয়াসকে "পুশার"-এ বিভক্ত করে, যা একটি গৌণ ক্ষয় প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে। প্রাথমিক পারমাণবিক বিস্ফোরণ থেকে বিস্ফোরণ তরঙ্গ থার্মোনিউক্লিয়ার ইউনিটে পৌঁছানোর মুহুর্তের আগেই এই সমস্ত কিছু ঘটতে সক্ষম হয়েছিল। এক সেকেন্ডের বিলিয়ন ভাগে ঘটে যাওয়া এই সমস্ত ঘটনার গণনা করার জন্য গ্রহের শক্তিশালী গণিতবিদদের মস্তিষ্কের শক্তি প্রয়োজন। "মাইক" এর নির্মাতারা 10-মেগাটন বিস্ফোরণ থেকে ভয়ানক নয়, অবর্ণনীয় আনন্দ অনুভব করেছিলেন - তারা কেবলমাত্র সেই প্রক্রিয়াগুলি বুঝতেই সক্ষম হননি যে বাস্তব জগতে কেবল তারার কোরে ঘটে, তবে পরীক্ষামূলকভাবে তাদের তত্ত্বগুলি সেট করে পরীক্ষা করতেও সক্ষম হয়েছিল। পৃথিবীতে তাদের নিজস্ব ছোট তারা।
ব্রাভো
নকশার সৌন্দর্যে রাশিয়ানদের ছাড়িয়ে যাওয়ার পরে, আমেরিকানরা তাদের ডিভাইসটিকে কমপ্যাক্ট করতে পারেনি: তারা সাখারভের গুঁড়ো লিথিয়াম ডিউটেরাইডের পরিবর্তে তরল সুপারকুলড ডিউটেরিয়াম ব্যবহার করেছিল। লস আলামোসে তারা সাখারভের "পাফ প্যাস্ট্রি" এর প্রতি কিছুটা ঈর্ষার সাথে প্রতিক্রিয়া জানিয়েছিল: "কাঁচা দুধের বালতি সহ একটি বিশাল গরুর পরিবর্তে, রাশিয়ানরা গুঁড়ো দুধের একটি ব্যাগ ব্যবহার করে।" তবে উভয় পক্ষই একে অপরের কাছ থেকে গোপনীয়তা গোপন করতে ব্যর্থ হয়েছে। মার্চ 1, 1954-এ, বিকিনি অ্যাটলের কাছে, আমেরিকানরা লিথিয়াম ডিউটারাইড ব্যবহার করে একটি 15-মেগাটন বোমা "ব্র্যাভো" পরীক্ষা করে এবং 22 নভেম্বর, 1955-এ প্রথম সোভিয়েত দুই-পর্যায়ের থার্মোনিউক্লিয়ার বোমা RDS-37 1.7 মেগাটন শক্তির পরীক্ষা করে। সেমিপ্যালাটিনস্ক পরীক্ষার সাইটে বিস্ফোরিত হয়েছে, পরীক্ষার সাইটের প্রায় অর্ধেক ধ্বংস হয়েছে। তারপর থেকে, থার্মোনিউক্লিয়ার বোমার ডিজাইনে ছোটখাটো পরিবর্তন হয়েছে (উদাহরণস্বরূপ, ইনিশিয়েটিং বোমা এবং মূল চার্জের মধ্যে একটি ইউরেনিয়াম ঢাল উপস্থিত হয়েছে) এবং এটি ক্যানোনিকাল হয়ে উঠেছে। এবং পৃথিবীতে আর কোন বৃহৎ মাপের প্রকৃতির রহস্য অবশিষ্ট নেই যা এমন একটি দর্শনীয় পরীক্ষার মাধ্যমে সমাধান করা যেতে পারে। সম্ভবত একটি সুপারনোভার জন্ম।
| একটু তত্ত্ব একটি থার্মোনিউক্লিয়ার বোমায় 4টি বিক্রিয়া হয় এবং সেগুলো খুব দ্রুত এগিয়ে যায়। প্রথম দুটি প্রতিক্রিয়া তৃতীয় এবং চতুর্থটির জন্য উপাদানের উত্স হিসাবে কাজ করে, যা একটি থার্মোনিউক্লিয়ার বিস্ফোরণের তাপমাত্রায় 30-100 গুণ দ্রুত এগিয়ে যায় এবং একটি বৃহত্তর শক্তির ফলন দেয়। অতএব, ফলস্বরূপ হিলিয়াম -3 এবং ট্রিটিয়াম অবিলম্বে গ্রাস করা হয়। পরমাণুর নিউক্লিয়াস ধনাত্মক চার্জযুক্ত এবং তাই একে অপরকে বিকর্ষণ করে। তাদের প্রতিক্রিয়া দেখানোর জন্য, বৈদ্যুতিক বিকর্ষণকে অতিক্রম করে তাদের মাথায় ধাক্কা দিতে হবে। এটি কেবল তখনই সম্ভব যদি তারা উচ্চ গতিতে চলে। পরমাণুর গতি সরাসরি তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত, যা 50 মিলিয়ন ডিগ্রিতে পৌঁছানো উচিত! কিন্তু এমন তাপমাত্রায় ডিউটেরিয়ামকে গরম করাই যথেষ্ট নয়; এটিকে প্রায় এক বিলিয়ন বায়ুমণ্ডলের দানবীয় চাপ দ্বারা বিক্ষিপ্ত হওয়া থেকেও রক্ষা করতে হবে! প্রকৃতিতে, এই ধরনের ঘনত্বের তাপমাত্রা শুধুমাত্র নক্ষত্রের কেন্দ্রে পাওয়া যায়। |
লোড হচ্ছে...