শক্তি বিপ্লবের সূচনা হওয়ায় বিগত বছরগুলোতে শক্তির ব্যবহার ক্রমাগত বৃদ্ধি পেয়েছে। বিশ্বব্যাপী এই ক্রমবর্ধমান ব্যবহার নতুন, অধিকতর কার্যকর এবং টেকসই শক্তির বিকল্প অন্বেষণের প্রয়োজনীয়তা তৈরি করেছে। এই প্রেক্ষাপটে, শক্তি উৎপাদনের বিপুল সম্ভাবনা নিয়ে নিউক্লিয়ার ফিউশন একটি বিকল্প হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে। তবে, উল্লেখযোগ্য প্রযুক্তিগত প্রতিবন্ধকতার কারণে বর্তমানে এটি শিল্প পর্যায়ে উৎপাদিত হচ্ছে না। এই প্রযুক্তি বিকাশের অন্যতম উন্নত প্রচেষ্টা হলো আইটিইআর (ITER) প্রকল্প (আন্তর্জাতিক তাপ-পারমাণবিক পরীক্ষামূলক চুল্লি), যা একটি আন্তর্জাতিক কর্মসূচি এবং এর লক্ষ্য হলো নিউক্লিয়ার ফিউশনের সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করা।
এই নিবন্ধে আমরা ব্যাখ্যা করব ITER প্রোগ্রাম কী নিয়ে গঠিত, এর মূল উদ্দেশ্য কী এবং এর বিকাশের সর্বশেষ খবর।
আইটিইআর কী?
ITER বিশ্বের অন্যতম বৃহত্তম এবং সবচেয়ে জটিল বৈজ্ঞানিক প্রকল্পগুলোর একটি। এটি একটি পরীক্ষামূলক নিউক্লীয় ফিউশন চুল্লি, যা সূর্য এবং অন্যান্য নক্ষত্রের অভ্যন্তরে সংঘটিত প্রক্রিয়াগুলোকে অনুকরণ করার চেষ্টা করে , যেখানে হাইড্রোজেন পরমাণুর ফিউশনের মাধ্যমে শক্তি উৎপন্ন হয়। ITER-এর মতো চুল্লিতে, ফিউশন বিক্রিয়াগুলো একটি নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে সংঘটিত হয়। সৌরকেন্দ্রের পরিস্থিতি অনুকরণ করার জন্য চরম উপাদান এবং তাপমাত্রা ব্যবহার করে প্রচুর পরিমাণে শক্তি উৎপন্ন করার চেষ্টা করা হয়।
নিউক্লিয়ার ফিউশন প্রক্রিয়ায় দুটি হালকা পরমাণু, সাধারণত ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়াম , একত্রিত হয়ে একটি ভারী পরমাণু (হিলিয়াম) গঠন করে এবং এই প্রক্রিয়ায় প্রচুর পরিমাণে শক্তি নির্গত হয়। এই শক্তি নিউক্লিয়ার ফিশন থেকে প্রাপ্ত শক্তির চেয়ে অনেক বেশি, যা বর্তমানে প্রচলিত পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে ব্যবহৃত প্রক্রিয়া। ITER টোকামাক নামে পরিচিত একটি যন্ত্রের মধ্যে একটি চৌম্বকীয় আবদ্ধকরণ ব্যবস্থা ব্যবহার করে। এই চুল্লিটি একটি টোরাস (ডোনাট) আকৃতির এবং এটি শক্তিশালী সুপারকন্ডাক্টিং চুম্বক ব্যবহার করে ফিউশন বিক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় উত্তপ্ত প্লাজমাকে চুল্লির দেয়ালের সংস্পর্শে না এনেই ঘনীভূত করে।
ITER প্রকল্পের অন্যতম প্রধান প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ হলো প্রায় ১৫০ মিলিয়ন ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় পৌঁছানো , যা সূর্যের কেন্দ্রের চেয়ে প্রায় ১০ গুণ বেশি উষ্ণ। নিয়ন্ত্রিত পরিস্থিতিতে হাইড্রোজেন আইসোটোপের ফিউশন ঘটানোর জন্য এই তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। ITER-এর লক্ষ্য হলো এটি প্রমাণ করা যে, পারমাণবিক ফিউশন কেবল সম্ভবই নয়, বরং এটি ভবিষ্যতের জন্য একটি বাণিজ্যিকভাবে লাভজনক শক্তির উৎসও হতে পারে।
পারমাণবিক ফিউশনের মাধ্যমে যে শক্তি উৎপন্ন করা যেতে পারে তা কার্যত অফুরন্ত হতে পারে , কারণ এর প্রধান জ্বালানি ডিউটেরিয়াম এবং ট্রিটিয়াম তুলনামূলকভাবে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়। ডিউটেরিয়াম সমুদ্রের জল থেকে নিষ্কাশন করা যায়, অন্যদিকে ট্রিটিয়াম পাওয়া যায় লিথিয়াম থেকে, যা এই গ্রহের আরেকটি সাধারণ উপাদান।
আইটিইআর, ক্যাডারচে এবং স্পেন
দক্ষিণ ফ্রান্সের ক্যাডারাশে ITER নির্মিত হচ্ছে , যা পারমাণবিক গবেষণায় দীর্ঘ ইতিহাস সম্পন্ন একটি গবেষণা কেন্দ্র। এই বিশাল প্রকল্পটি শুরু থেকে ৩৫টি দেশের সহযোগিতায় এগিয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে ইউরোপীয় ইউনিয়ন, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, চীন, ভারত, জাপান, রাশিয়া এবং দক্ষিণ কোরিয়া।
এর নির্মাণের প্রাথমিক বাজেট ছিল প্রায় ৫ বিলিয়ন ইউরো, যদিও প্রকল্পের অগ্রগতির সাথে সাথে এই অঙ্ক উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়তে পারে। ITER-এর নির্মাণে আনুমানিক ১০ বছর সময় লাগবে এবং এর কার্যক্রম চলবে আরও অন্তত ২০ বছর। এই সময়কালে, মূল উদ্দেশ্য হবে এটি প্রমাণ করা যে, এমন একটি বৃহৎ আকারের ফিউশন বিদ্যুৎ কেন্দ্র তৈরি করা সম্ভব যা তার ব্যবহারের চেয়ে বেশি শক্তি উৎপাদন করতে সক্ষম।
ITER প্রকল্পে স্পেনও একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ২০০৭ সাল থেকে ইউরোপীয় ফিউশন এজেন্সির সদর দপ্তর বার্সেলোনায় অবস্থিত, যেখানে এই প্রকল্পের সাথে জড়িত ইউরোপীয় প্রকৌশলী, বিজ্ঞানী এবং প্রশাসকদের বেশিরভাগ কার্যক্রম সমন্বয় করা হয়। স্পেন চুল্লির জন্য উন্নত উপকরণের গবেষণা ও উন্নয়নে সক্রিয়ভাবে অংশগ্রহণ করে , পাশাপাশি টোকামাকের কার্যক্রম পর্যবেক্ষণ ও নিয়ন্ত্রণের জন্য রিমোট কন্ট্রোল সিস্টেম এবং উন্নত ডায়াগনস্টিকসের নকশায় সহযোগিতা করে।
নিউক্লিয়ার ফিউশনের সুবিধা
পারমাণবিক ফিউশনের বিকাশের বেশ কয়েকটি সুবিধা রয়েছে যা এটিকে একটি খুব আকর্ষণীয় শক্তি বিকল্প করে তোলে:
- শূন্য গ্রীনহাউস গ্যাস নির্গমন: জীবাশ্ম জ্বালানির বিপরীতে, ফিউশন পাওয়ার প্ল্যান্টগুলি অপারেশন চলাকালীন বায়ুমণ্ডলে কার্বন ডাই অক্সাইড বা দূষক নির্গত করে না।
- নিরাপত্তা: পারমাণবিক ফিউশন নিউক্লিয়ার ফিশনের মতো একই ঝুঁকি উপস্থাপন করে না। রিঅ্যাক্টরের ব্যর্থতার ক্ষেত্রে, প্রতিক্রিয়াগুলি স্বাভাবিকভাবেই বন্ধ হয়ে যাবে, বিপর্যয়কর পরিণতি ছাড়াই যেমন একটি ফিশন প্ল্যান্টে ঘটতে পারে।
- প্রচুর জ্বালানি: উল্লিখিত হিসাবে, ডিউটেরিয়াম সহজেই সমুদ্রের জল থেকে পাওয়া যায়, এবং লিথিয়াম থেকে ট্রিটিয়াম তৈরি করা যেতে পারে, যা প্রায় সীমাহীন জ্বালানী সরবরাহ নিশ্চিত করে।
- তেজস্ক্রিয় বর্জ্যের কম প্রজন্ম: যদিও নিউক্লিয়ার ফিউশন কিছু বর্জ্য উৎপন্ন করে, এটি বিদারণ দ্বারা উত্পন্ন বর্জ্যের তুলনায় অনেক ছোট এবং কম বিপজ্জনক। ফিউশন বর্জ্য কয়েক দশকের মধ্যে অ-বিপজ্জনক হয়ে যায়, যখন ফিশন বর্জ্য হাজার হাজার বছর ধরে তেজস্ক্রিয় থাকতে পারে।
সর্বশেষ খবর এবং প্রযুক্তিগত অগ্রগতি
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে ITER একটি গুরুত্বপূর্ণ পর্যায়ে পৌঁছেছে। 2012 সালে, এর নির্মাণ লাইসেন্স ফরাসি কর্তৃপক্ষের কাছ থেকে প্রাপ্ত হয়েছিল এবং 2014 সালে চুল্লির মূল অংশ এবং উপাদানগুলি একত্রিত করার কাজ শুরু হয়েছিল। প্রকল্পে তাদের অবদান অনুযায়ী, অংশগ্রহণকারী দেশগুলির মধ্যে সরবরাহগুলি বিতরণ করা হয়েছে।
ITER-এর সাম্প্রতিক ইতিহাসের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলক ছিল ২০২০ সালে রিয়্যাক্টর কোরের সংযোজন শুরু হওয়া । এই সংযোজন প্রক্রিয়াটি প্রায় পাঁচ বছর ধরে চলবে এবং ২০২৫ সালে প্রথম প্লাজমা—যে পর্যায়ে রিয়্যাক্টরটি কার্যকর হয়ে ওঠে—অর্জিত হবে বলে আশা করা হচ্ছে । যদিও এই প্রথম প্লাজমা স্বল্পস্থায়ী হবে এবং এর প্রধান উদ্দেশ্য হবে চুম্বকগুলো সঠিকভাবে কাজ করছে কিনা তা প্রদর্শন করা, তবুও এটি বৃহৎ পরিসরের ফিউশনের ধারণাটিকে বৈধতা দেওয়ার ক্ষেত্রে একটি অপরিহার্য পদক্ষেপ হিসেবে চিহ্নিত হয়।
অতিক্রম করার মতো প্রধান চ্যালেঞ্জগুলোর মধ্যে একটি হলো তেজস্ক্রিয় গ্যাস ট্রিটিয়ামের ব্যবস্থাপনা , যা ফিউশন বিক্রিয়ার সময় উৎপন্ন হয়। ITER এই পদার্থটিকে নিরাপদে নিয়ন্ত্রণ ও আবদ্ধ করার পদ্ধতি নিয়ে গবেষণা করছে।
রিঅ্যাক্টরের নির্মাণে অগ্রগতির পাশাপাশি, ITER-এর সাফল্য নিশ্চিত করতে বিশ্বজুড়ে বিজ্ঞানী ও গবেষক দলগুলো অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ দিক নিয়েও কাজ করছে। প্লাজমার স্থিতিশীলতা পর্যবেক্ষণের জন্য উন্নত ডায়াগনস্টিকস ও পরিচালন পদ্ধতি তৈরি করা হচ্ছে , সেইসাথে রিঅ্যাক্টরের অভ্যন্তরীণ দেয়ালের জন্য এমন নতুন উপাদান তৈরি করা হচ্ছে যা ফিউশনের ফলে সৃষ্ট চরম পরিস্থিতি সহ্য করতে পারে।
আগামী দুই দশক ধরে পারমাণবিক ফিউশনের প্রযুক্তিগত ও বাণিজ্যিক সম্ভাব্যতা মূল্যায়ন করা হতে থাকবে, তবে প্রাথমিক ফলাফল আশাব্যঞ্জক। বিশেষজ্ঞরা ইতিমধ্যেই ITER-কে পারমাণবিক ফিউশন-প্রধান জ্বালানি ভবিষ্যতের দিকে প্রথম পদক্ষেপ হিসেবে বিবেচনা করছেন এবং কেউ কেউ ভবিষ্যদ্বাণী করছেন যে প্রায় ২০৫০ সালের মধ্যে এই উৎস থেকে বাণিজ্যিকভাবে শক্তি উৎপাদন সম্ভব হবে।
আইটিইআর আজকের বিশ্বের শক্তি এবং পরিবেশগত চ্যালেঞ্জগুলির দীর্ঘমেয়াদী সমাধান হিসাবে পারমাণবিক ফিউশন শক্তির জন্য সর্বোত্তম আশার প্রতিনিধিত্ব করে।