বোরন ইনজেকশন সিস্টেমটি বর্তমান এবং ভবিষ্যতের নিউক্লিয়ার ফিউশন রিঅ্যাক্টরগুলোর কার্যকারিতা এবং নিরাপত্তা নিশ্চিত করার একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তি হিসেবে বিবেচিত হচ্ছে। আইটিইআর (ITER) প্রকল্পের টোকামাক স্কেলের রিঅ্যাক্টরগুলোর মধ্যে বোরন ইনজেকশন ব্যবহারের সম্ভাবনা নিয়ে গবেষণা চালিয়ে যাচ্ছেন স্নাইপস এবং তার সহকর্মীরা। এই ইনজেকশন সিস্টেমটি বিশেষভাবে উপযুক্ত, কারণ এটি টোকামাক মেশিন চলাকালীন বোরন যুক্ত করতে পারে। এছাড়াও এটি নির্দিষ্ট এবং সীমিত পরিমাণে বোরন ইনজেক্ট করার ক্ষমতা রাখে, যা আইটিইআরের মতো রিঅ্যাক্টরে বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।
বোরন ইনজেকশন প্রযুক্তির মূল লক্ষ্য হলো টোকামাকের অভ্যন্তরের দেয়ালের পরিশুদ্ধতা এবং নিরাপত্তা নিশ্চিত করা। দেয়ালের ওপর জমা বোরন স্তর রেডিওঅ্যাকটিভ উপাদান ট্রাইটিয়াম ধারণ করে, যা নিউক্লিয়ার নিরাপত্তার মান বজায় রাখার জন্য সীমিত রাখতে হয়। বোরন স্তর দেয়ালের বিভিন্ন উপাদান, যেমন টাংস্টেন বা কার্বনের সাথে মিশে দেয়ালকে রক্ষা করে।
এই প্রকল্পের গবেষণা কাজে আইটিইআর এবং ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি (Oak Ridge National Laboratory) এর বিজ্ঞানী ও প্রকৌশলীরা অংশগ্রহণ করেছেন। তাদের সম্মিলিত প্রচেষ্টা এই গবেষণার একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি হিসেবে বিবেচিত হচ্ছে।
আরও পড়ুনঃ থ্রিডি স্মার্ট এনার্জি ডিভাইস তৈরি করেছে কোরিয়ার একদল ইঞ্জিনিয়ার
বোরন ইনজেকশন মডেলিংয়ে অগ্রগতি
বোরন ইনজেকশন সিস্টেমের মডেলিংয়ের দায়িত্ব পালন করছেন ফ্লোরিয়ান এফেনবার্গ, যিনি প্রিন্সটন প্লাজমা ফিজিক্স ল্যাবরেটরি (PPPL) এর একজন গবেষক পদার্থবিদ। তিনি ডি-তিন (DIII-D) টোকামাকের জন্য বোরন ইনজেকশন সিস্টেমের একটি কম্পিউটার মডেলিং কাঠামো তৈরি করেছেন। এই মডেলিংয়ের মাধ্যমে তিনি দেখিয়েছেন যে, শুধুমাত্র একটি স্থানে বোরন পাউডার ছিটানো হলেও তা রিঅ্যাক্টরের প্রয়োজনীয় অংশে পর্যাপ্তভাবে ছড়িয়ে পড়ে।
এফেনবার্গ বলেন, “আমরা একটি নতুন পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছি যার মাধ্যমে বোঝা যায় ইনজেক্ট করা বোরন পদার্থটি ফিউশন প্লাজমার মধ্যে কিভাবে আচরণ করে এবং এটি ফিউশন রিঅ্যাক্টরের দেয়ালের সাথে কিভাবে মিথস্ক্রিয়া করে রিঅ্যাক্টরের নিরাপত্তা এবং কার্যকারিতা বজায় রাখে।”
এই মডেলিং কাঠামোটি বোরন ইনজেকশন প্রক্রিয়ার সাথে দেয়ালের মিথস্ক্রিয়া বোঝার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। এটি দেখায় কিভাবে বোরন ইনজেকশন প্লাজমার গুণগত মান বজায় রাখতে সাহায্য করে এবং দেয়ালকে রক্ষা করে।
বোরন ইনজেকশন মডেলিংয়ের বিভিন্ন ধাপ
গবেষকরা তাদের পদ্ধতিতে তিনটি আলাদা কম্পিউটার মডেল ব্যবহার করেছেন এবং সেগুলোর সমন্বয়ে একটি নতুন কাঠামো ও ওয়ার্কফ্লো তৈরি করেছেন। একটি মডেল প্লাজমার আচরণকে অনুকরণ করে, অন্য একটি মডেল বোরন পাউডার কণার প্লাজমায় গতি এবং বাষ্পীভবনকে দেখায়, এবং তৃতীয় মডেলটি বোরন কণার দেয়ালের সাথে মিথস্ক্রিয়া পরীক্ষা করে, যেমন কিভাবে কণা দেয়ালের সাথে লেগে থাকে, ক্ষয় হয়, এবং অন্যান্য উপাদানের সাথে মিশে যায়।
এফেনবার্গের মতে, “এই মডেলগুলোকে একত্রিত করার মাধ্যমে আমরা এমন একটি কাঠামো তৈরি করেছি যা বোরন ইনজেকশনের কার্যকারিতা ও দেয়ালের অবস্থা বজায় রাখার ক্ষেত্রে খুবই গুরুত্বপূর্ণ।”
আইটিইআর এর পরবর্তী ধাপ এবং বিবেচনা
গবেষকরা তাদের মডেলিং কাঠামোটি ডি-তিন (DIII-D) টোকামাক, যা জেনারেল অ্যাটোমিক্স দ্বারা সান দিয়েগোতে পরিচালিত, সেখানে পরীক্ষা করেছেন। এই গবেষণার পরবর্তী ধাপে মডেলিং কাঠামোটিকে আইটিইআরের স্কেলে বাড়ানোর পরিকল্পনা রয়েছে। ডি-তিন টোকামাকের দেয়াল কার্বনের তৈরি, কিন্তু আইটিইআর এর দেয়াল টাংস্টেনের তৈরি হবে। তাই বোরন দেয়ালের রক্ষাকবচ হিসেবে কাজ করতে গিয়ে টাংস্টেনের সাথে কিভাবে মিথস্ক্রিয়া করবে, সেটি নিয়ে গবেষণা করা হবে।
টাংস্টেন এবং কার্বনের মধ্যে রসায়নগত পার্থক্য রয়েছে, এবং তাই বোরন দেয়ালে কিভাবে জমা হয় এবং দেয়ালের স্থিতিস্থাপকতা বজায় রাখতে কিভাবে ভূমিকা রাখে তা জানার জন্য এই গবেষণাটি গুরুত্বপূর্ণ। আইটিইআরের দেয়াল যাতে কার্যকরভাবে সুরক্ষিত থাকে এবং ফিউশন প্রক্রিয়ায় রেডিওঅ্যাকটিভ উপাদান ট্রাইটিয়ামের পরিমাণ সীমিত থাকে, সেটি নিশ্চিত করার জন্য বিজ্ঞানীরা এই গবেষণায় বিশেষ গুরুত্ব দিচ্ছেন।
বোরন ইনজেকশনের মাধ্যমে দেয়ালের কন্ডিশনিং বা পরিচর্যার কার্যকারিতা বৃদ্ধি করা সম্ভব, যা ফিউশন প্রক্রিয়ার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই মডেলিং কাঠামোটি বোরন ইনজেকশনের উপযুক্ত কৌশল নির্ধারণে সহায়ক হতে পারে, যা ভবিষ্যতের রিঅ্যাক্টরগুলোতে দেয়াল পরিশুদ্ধ এবং কার্যক্ষম রাখার জন্য ব্যবহৃত হবে।
বোরন ইনজেকশনের বৈশিষ্ট্য এবং উপকারিতা
বোরন ইনজেকশন সিস্টেমের মাধ্যমে দেয়ালের পরিচর্যা প্রক্রিয়ায় বোরনের প্রধান কাজ হলো দেয়ালে জমে থাকা অন্যান্য উপাদানের সাথে মিশে একটি রক্ষাকবচ গঠন করা। এই রক্ষাকবচ দেয়ালকে ক্ষয় থেকে রক্ষা করে এবং প্লাজমার গুণগত মান বজায় রাখে।
বোরন দেয়ালের সঙ্গে মিশে যে স্তর গঠন করে তা ট্রাইটিয়ামকে শোষণ করে রাখে। ট্রাইটিয়াম একটি রেডিওঅ্যাকটিভ উপাদান, যা ফিউশন প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয়। কিন্তু রিঅ্যাক্টরে ট্রাইটিয়ামের পরিমাণ সীমিত রাখতে হয়, কারণ এটি একটি নিরাপত্তা ঝুঁকি হতে পারে। তাই বোরন স্তর রিঅ্যাক্টরে ট্রাইটিয়ামের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
বোরন ইনজেকশনের মাধ্যমে দেয়ালের স্থিতিস্থাপকতা বাড়ে এবং দেয়ালের ওপর জমে থাকা উপাদানগুলোর পরিমাণ কমিয়ে দেয়। এতে প্লাজমার বিশুদ্ধতা বজায় থাকে, যা ফিউশন প্রক্রিয়ার কার্যকারিতা বৃদ্ধিতে সহায়ক হয়।
ভবিষ্যতের চ্যালেঞ্জ
আইটিইআরের টোকামাকের দেয়ালে টাংস্টেন ব্যবহার করা হবে, যা বোরনের সাথে কিভাবে মিথস্ক্রিয়া করবে তা নিয়ে এখনো কিছু প্রশ্ন রয়ে গেছে। ডি-তিন টোকামাকের দেয়াল ছিল কার্বনের তৈরি, যেখানে বোরন সফলভাবে দেয়ালের পরিচর্যা করেছে। কিন্তু টাংস্টেনের ক্ষেত্রে এটি কিভাবে কাজ করবে তা নিয়ে আরো গবেষণা প্রয়োজন।
তবে, গবেষকরা আশাবাদী যে এই নতুন মডেলিং কাঠামো আইটিইআর এবং অন্যান্য ভবিষ্যৎ টোকামাকগুলোর দেয়ালের পরিচর্যা প্রক্রিয়াকে সহজ করবে এবং ফিউশন প্রক্রিয়ার কার্যকারিতা বৃদ্ধি করবে। বোরন ইনজেকশনের কার্যকর কৌশল নির্ধারণ করে দেয়ালের রক্ষাকবচ হিসেবে বোরনের ভূমিকা নিশ্চিত করা সম্ভব হবে।
এবার আপনার স্বপ্ন রেকর্ড হবে : জাপানি বিজ্ঞানিদের নতুন আবিষ্কার
বৈজ্ঞানিক সহযোগিতা এবং ভবিষ্যতের পরিকল্পনা
বোরন ইনজেকশন সিস্টেম নিয়ে গবেষণায় আইটিইআর এবং ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলীরা একত্রে কাজ করেছেন। এই সম্মিলিত প্রচেষ্টা বৈজ্ঞানিক সহযোগিতার একটি গুরুত্বপূর্ণ উদাহরণ হিসেবে বিবেচিত হচ্ছে। ভবিষ্যতে, গবেষকরা আইটিইআরের দেয়ালে বোরন ইনজেকশনের কার্যকারিতা পরীক্ষা করতে চান এবং এই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে দেয়ালের স্থিতিস্থাপকতা এবং কার্যকারিতা বৃদ্ধির উপায় খুঁজে বের করতে চান।
এই গবেষণার ফলাফল আইটিইআরের মতো ভবিষ্যতের বড় স্কেলের রিঅ্যাক্টরগুলোতে দেয়ালের পরিচর্যা প্রক্রিয়ায় নতুন দিক উন্মোচন করবে। বোরন ইনজেকশন প্রযুক্তি ফিউশন রিঅ্যাক্টরের দেয়ালের সুরক্ষা নিশ্চিত করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে। ফিউশন প্রক্রিয়ায় প্লাজমার গুণগত মান বজায় রাখতে এবং দেয়ালের স্থিতিস্থাপকতা বাড়াতে এই প্রযুক্তির ব্যবহার ভবিষ্যতে আরো বাড়বে বলে আশা করা হচ্ছে।
বোরন ইনজেকশন সিস্টেম ফিউশন রিঅ্যাক্টরের দেয়ালের পরিচর্যা এবং কার্যকারিতা বজায় রাখতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করছে। এটি ট্রাইটিয়াম নিয়ন্ত্রণ করে এবং দেয়ালের স্থিতিস্থাপকতা বজায় রাখতে সহায়ক হয়। আইটিইআরের দেয়ালে টাংস্টেন ব্যবহার করা হবে, যা বোরনের সাথে কিভাবে মিথস্ক্রিয়া করবে তা নিয়ে এখনো কিছু প্রশ্ন রয়ে গেছে, তবে গবেষকরা আশাবাদী যে এই মডেলিং কাঠামো ভবিষ্যতের রিঅ্যাক্টরগুলোর জন্য কার্যকর প্রমাণিত হবে।
