পারমাণবিক চুল্লী

উপরে থেকে, বাম থেকে ডানে

1. শিকাগো পাইল-১, প্রথম কৃত্রিম পারমাণবিক চুল্লি
2. শিপিংপোর্ট পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র, প্রথম শান্তিকালীন চুল্লি
3. এইচটিআর-১০, প্রথমদিককার ৪র্থ প্রজন্মের চুল্লির (এইচটিআর-পিএম) একটি আদিপ্রতিমা
4. কনভেয়ার এনবি-৩৬এইচ, যানস্থিত চুল্লি পরীক্ষাকারী প্রথম বিমান
5. সি অর্বিট অভিযান, প্রথম পারমাণবিক শক্তিচালিত পৃষ্ঠস্থিত নৌযানের ভূ-প্রদক্ষিণ
6. চেরনোবিল শবাধার, চেরনোবিল বিপর্যয়জনিত (১৯৮৬) নেতিবাচক প্রভাবগুলিকে ধারণ করার জন্য নির্মিত

পারমাণবিক চুল্লি বা পরমাণু চুল্লি এক ধরনের প্রকৌশলীয় ব্যবস্থা, যেখানে পরমাণু-কেন্দ্রীণের (নিউক্লিয়াস) বিভাজনভিত্তিক শৃঙ্খল বিক্রিয়া ঘটিয়ে সেটিকে নিয়ন্ত্রিতভাবে বজায় রাখা হয়। এই চুল্লিগুলি বাণিজ্যিক বিদ্যুৎশক্তি উৎপাদন, সমুদ্রযান প্রচালন, অস্ত্র উৎপাদন এবং বৈজ্ঞানিক গবেষণার জন্য ব্যবহৃত হয়। কদাচিৎ মানববিহীন মহাকাশযানেও এদের ব্যবহার দেখা যায়। চুল্লিতে উৎপন্ন তেজস্ক্রিয় সমস্থানিকগুলি বৈজ্ঞানিক গবেষণা, চিকিৎসা ও শিল্পখাতে ব্যবহৃত হয়।

চুল্লিতে ব্যবহৃত পারমাণবিক জ্বালানির (ইউরেনিয়াম বা প্লুটোনিয়াম) দক্ষতা অত্যন্ত উচ্চ। এদের শক্তি ঘনত্ব কয়লার চেয়ে বহুগুণে বেশি। যেমন স্বল্প-সমৃদ্ধ ইউরেনিয়ামের ক্ষেত্রে এটি ১ লক্ষ ২০ হাজার গুণ বেশি। বিভাজনীয় পরমাণু-কেন্দ্রীণ (প্রধানত ইউরেনিয়াম-২৩৫ বা প্লুটোনিয়াম-২৩৯) একটি নিউট্রন শোষণ করে বিভক্ত হয়ে তাপশক্তি ও একাধিক নিউট্রন নির্গত করে। উৎপন্ন নিউট্রনগুলি অন্যান্য ভারী পরমাণু-কেন্দ্রীণে আঘাত করে সেগুলিতেও বিভাজন বিক্রিয়া চালু করতে পারে, যার ফলে একটি স্বয়ংচালিত ধারাবাহিক শৃঙ্খল বিক্রিয়া গড়ে ওঠে। শৃঙ্খল বিক্রিয়াকে কার্যকর রাখতে নিউট্রনকে তাপীয় গতিতে ধীর করতে জল, ভারী জল বা গ্রাফাইটের মতো মন্দক ব্যবহার করা হয়। বিক্রিয়া যখন এমন পর্যায়ে থাকে যে প্রতিটি বিভাজন গড়ে একটি নতুন বিভাজন ঘটায়, তখন চুল্লি ক্রান্তিক অবস্থায় থাকে; এর নিচে উপক্রান্তিক এবং উপরে অতিক্রান্তিক, এবং এই ক্রান্তিকতা নিয়ন্ত্রণ করাই চুল্লি পরিচালনার মূল লক্ষ্য। পারমাণবিক বিভাজন প্রক্রিয়ায় বিপুল পরিমাণ শক্তি উৎপন্ন হয়, তবে বিক্রিয়ার হার অতিরিক্ত বেড়ে গেলে চুল্লির কেন্দ্রভাগ অতি-উত্তপ্ত হয়ে গলে যেতে পারে। তাই কেন্দ্রভাগে শক্তিশালী নিউট্রন শোষক এবং মন্দকগুলি বিভাজন বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে চুল্লিকে স্থিতিশীল রাখে ও এর নিরাপদ পরিচালনা নিশ্চিত করে। এক্ষেত্রে ক্যাডমিয়াম বা বোরনের মতো নিউট্রন শোষণকারী উপাদান দিয়ে তৈরি নিয়ন্ত্রণ-দণ্ড চুল্লির কেন্দ্রভাগে প্রবিষ্ট করিয়ে শৃঙ্খল বিক্রিয়ার হার ধীর বা নিয়ন্ত্রিত করা হয়।

পারমাণবিক বিভাজন থেকে উৎপন্ন তাপশক্তিকে প্রথমে একটি শীতলীকারক তরলের মধ্যে স্থানান্তরিত করা হয়। বাণিজ্যিক চুল্লিগুলিতে এই তাপবাহী তরলের মাধ্যমে জলকে উত্তপ্ত করে উচ্চচাপযুক্ত বাষ্প উৎপাদন করা হয়, যে বাষ্প একটি টারবাইনকে (প্রবাহচালিত ঘূর্ণনযন্ত্র) চালিত করে এবং এভাবে চুল্লিতে উৎপন্ন তাপশক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। টারবাইনটি আবার বৈদ্যুতিক উৎপাদকের (জেনারেটর) ঘূর্ণদণ্ডকে (শ্যাফট) ঘোরায়, ফলে টারবাইনের যান্ত্রিকশক্তি বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। কিছু চুল্লি এলাকাভিত্তিক উত্তাপন এবং চিকিৎসা ও শিল্পখাতে সমস্থানিক (আইসোটোপ) উৎপাদনে ব্যবহৃত করা হয়।

পারমাণবিক চুল্লির বিকাশের ইতিহাসে একটি উল্লেখযোগ্য প্রাথমিক মাইলফলক ছিল ১৯৩৮ সালে পরমাণু কেন্দ্রীণের বিভাজন আবিষ্কার, যার সূত্র ধরে বহু দেশ সামরিক পারমাণবিক গবেষণা কর্মসূচি চালু করে। প্রাথমিক উপক্রান্তিক পরীক্ষা-নিরীক্ষায় ভৌত নিউট্রনবিজ্ঞান নিয়ে অনুসন্ধান করা হয়েছিল। ১৯৪২ সালে মেটালার্জিকাল ল্যাবরেটরি শিকাগো পাইল-১ নামক প্রথম কৃত্রিম ক্রান্তিক পারমাণবিক চুল্লি নির্মাণ করে। ১৯৪৪ সাল থেকে পারমাণবিক অস্ত্র উৎপাদনের জন্য মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ওয়াশিংটন অঙ্গরাজ্যের হ্যানফোর্ড শিল্পোৎপাদন প্রাঙ্গণে প্রথম বৃহৎ আকারের চুল্লিগুলি চালু করা হয়। বর্তমানে প্রায় ৭০% বাণিজ্যিক চুল্লিতে ব্যবহৃত চাপযুক্ত জল চুল্লির নকশাটি আদিতে মার্কিন নৌবাহিনীর ডুবোজাহাজের প্রচালনের জন্য প্রণয়ন করা হয়; ১৯৫৩ সালে নির্মিত এস১ডব্লিউ চুল্লিটি ছিল এর প্রথম বাস্তবায়ন। ১৯৫৪ সালে সোভিয়েত ইউনিয়নের অবনিনস্ক চুল্লির মাধ্যমে ক্ষুদ্র পরিসরের পারমাণবিক বিদ্যুৎশক্তি উৎপাদন শুরু হয়। প্রথম বাণিজ্যিক পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রটি ছিল ইংল্যান্ডের সেলাফিল্ডে অবস্থিত ক্যাল্ডার হল পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র, যা ১৯৫৬ সালে কার্যক্রম শুরু করে। ১৯৮৬ সালের চেরনোবিল বিপর্যয়ের পর পশ্চিমা দেশগুলিতে নতুন চুল্লি নির্মাণের হার তীব্রভাবে হ্রাস পায় এবং ২০১১ সালের ফুকুশিমা দুর্ঘটনার পর জার্মানি, বেলজিয়াম ও সুইজারল্যান্ডসহ বেশ কিছু দেশ পারমাণবিক শক্তি থেকে সম্পূর্ণ প্রত্যাহারের সিদ্ধান্ত নেয়। এই দুই দশকের স্থবিরতায় পশ্চিমা দেশগুলিতে পারমাণবিক প্রকৌশলের দক্ষ জনবল ও সরবরাহ শৃঙ্খল উল্লেখযোগ্যভাবে দুর্বল হয়ে পড়ে। তবে রাশিয়ার ইউক্রেন আক্রমণের পর জ্বালানি নিরাপত্তার প্রশ্ন নতুনভাবে সামনে আসায় এবং জলবায়ু লক্ষ্যমাত্রা পূরণের চাপে ইউরোপ ও উত্তর আমেরিকায় পারমাণবিক শক্তির প্রতি নীতিনির্ধারকদের মনোভাবে উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন আসছে, এবং কিছু দেশ ইতোমধ্যে বন্ধ চুল্লি পুনরায় চালু করার উদ্যোগ নিয়েছে।

বর্তমানে পারমাণবিক চুল্লির বৈশ্বিক বিস্তার উল্লেখযোগ্য। ২০২৫-এর হিসাব অনুযায়ী বিশ্বে ৪১৭টি বাণিজ্যিক চুল্লি, ২২৬টি গবেষণা চুল্লি, এবং ২০০-রও অধিক সমুদ্রযান প্রচালন চুল্লি কার্যরত আছে। বাণিজ্যিক চুল্লিগুলি বিশ্বের বিদ্যুৎ সরবরাহের ৯% প্রদান করে। অন্যদিকে নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস থেকে বিশ্বের ৩০% বিদ্যুৎ উৎপাদিত হয়। এই দুইটি উৎস একত্রে কম কার্বন নির্গমনকারী বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। নিম্ন-কার্বন বিদ্যুৎ উৎপাদনের উৎস হিসেবে পারমাণবিক শক্তির গুরুত্ব বৃদ্ধি পাচ্ছে, কারণ জীবনচক্র বিশ্লেষণে এর কার্বন নির্গমন নবায়নযোগ্য শক্তির তুলনীয় এবং জীবাশ্ম জ্বালানির তুলনায় অনেক কম। প্রায় ৯০% ক্ষেত্রে চাপযুক্ত জল চুল্লি ও ফুটন্ত জল চুল্লির নকশা ব্যবহার করা হয়। বিশেষত চীন বর্তমানে বিশ্বের সর্বাধিক সংখ্যক চুল্লি নির্মাণ করছে এবং ২০৩৫ সালের মধ্যে তার পারমাণবিক ক্ষমতা তিনগুণ করার লক্ষ্যমাত্রা নির্ধারণ করেছে। একই সঙ্গে জাপান, দক্ষিণ কোরিয়া, ফ্রান্স এবং যুক্তরাজ্যও বিদ্যমান চুল্লিগুলির আয়ু বৃদ্ধি ও নতুন নির্মাণের পরিকল্পনা নিয়ে এগিয়ে চলেছে।

চুল্লির অন্যান্য নকশার মধ্যে গ্যাস-শীতলীকৃত, দ্রুত-নিউট্রন, প্রজনক, ভারী-জল, গলিত-লবণ, ও ক্ষুদ্র এককভিত্তিক নকশাগুলি অন্তর্ভুক্ত, যেগুলিকে নিরাপত্তা, কর্মদক্ষতা, ব্যয়, জ্বালানি ধরন, সমৃদ্ধকরণ বা দহনমাত্রা উন্নত করার লক্ষ্যে নকশা করা হয়েছে। বর্তমানে অপ্রচলিত একটি নকশার উদাহরণ হল হালকা জল গ্রাফাইট চুল্লি। নতুন চুল্লি নির্মাণে উচ্চ মূলধনী ব্যয় ও দীর্ঘ নির্মাণকাল পারমাণবিক শক্তির বিস্তারে একটি উল্লেখযোগ্য সীমাবদ্ধতা; সাম্প্রতিক প্রকল্পগুলিতে উল্লেখযোগ্য বিলম্ব ও অতিরিক্ত ব্যয়বৃদ্ধি দেখা গেছে। তবে ক্ষুদ্র এককভিত্তিক চুল্লির (SMR) নকশাগুলি প্রমিত ও কারখানাভিত্তিক উৎপাদনের মাধ্যমে এই সমস্যা হ্রাসের সম্ভাবনা দেখাচ্ছে।

পারমাণবিক জ্বালানির ব্যবস্থাপনায় ব্যয়কৃত জ্বালানির পুনঃপ্রক্রিয়াজাতকরণ গুরুত্বপূর্ণ, যার মাধ্যমে পারমাণবিক বর্জ্য হ্রাস ও চুল্লিতে ব্যবহারযোগ্য জ্বালানি পুনরুদ্ধার সম্ভব। তবে একই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পারমাণবিক অস্ত্রের জন্য প্লুটোনিয়াম উৎপাদন করা যায় বলে এটি পারমাণবিক অস্ত্রের বিস্তারের ঝুঁকিও সৃষ্টি হয়। চুল্লি পরিচালনায় স্বল্পমেয়াদি ও দীর্ঘমেয়াদি তেজস্ক্রিয় বর্জ্য উৎপন্ন হয়; কিছু সমস্থানিক দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হলেও প্লুটোনিয়াম-২৩৯-এর মতো উপাদান হাজার হাজার বছর সক্রিয় থাকে। এই বর্জ্য সাধারণত অস্থায়ী জলাধার বা শুষ্ক সুরক্ষিত সংরক্ষণপাত্রে (ক্যাস্ক) সংরক্ষিত হয়, এবং দীর্ঘমেয়াদী স্থায়ী সংরক্ষণ এখনো সীমিত।

পারমাণবিক চুল্লির নিরাপত্তাজনিত দিকটিও বিশেষভাবে প্রণিধানযোগ্য। নকশাগত ও পরিচালনাগত ব্যর্থতার সম্মিলিত কারণে বেশ কিছু চুল্লি-দুর্ঘটনা ঘটেছে । ১৯৭৯ সালের থ্রি মাইল আইল্যান্ড দুর্ঘটনা (আন্তর্জাতিক পারমাণবিক ঘটনা মাপনীতে ৫নং স্তরের ঘটনা), ১৯৮৬ সালের চেরনোবিলের বিপর্যয় এবং ২০১১ সালের ফুকুশিমা বিপর্যয় (উভয়ই ৭নং স্তরের ঘটনা) পারমাণবিক শিল্প এবং পারমাণবিক শক্তিবিরোধী আন্দোলনের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলেছিল। চেরনোবিল ও ফুকুশিমা দুর্ঘটনার পর পশ্চিমা দেশগুলিতে নতুন চুল্লি নির্মাণ দীর্ঘ সময় স্থবির ছিল, ফলে দক্ষ জনবল ও সরবরাহ শৃঙ্খল দুর্বল হয়ে পড়ে; তবে সাম্প্রতিক জ্বালানি নিরাপত্তা ও জলবায়ু নীতির প্রেক্ষাপটে এই প্রবণতায় পরিবর্তন দেখা যাচ্ছে।

পারমাণবিক চুল্লি কীভাবে কাজ করে

মূল নিবন্ধ: পারমানবিক চুল্লির পদার্থবিজ্ঞান

প্রণোদিত পারমাণবিক বিভাজন ঘটার একটি উদাহরণ। একটি নিউট্রন ইউরেনিয়াম-২৩৫ পরমাণুর নিউক্লিয়াস দ্বারা শোষিত হয়, যার ফলস্বরূপ দ্রুত চলমান হালকা উপাদানগুলিতে বিভাজন ঘটে (বিভাজন পণ্য) এবং নিউট্রনগুলি মুক্ত হয়। যদিও চুল্লী এবং পারমাণবিক অস্ত্র উভয়ই পারমাণবিক শৃঙ্খলা বিক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, তবে একটি চুল্লীতে বিক্রিয়ার হার বোমার চেয়ে অনেক ধীরে ধীরে দেখা যায়।

প্রচলিত তাপীয় বিদ্যুৎ কেন্দ্র জ্বলন্ত জীবাশ্ম জ্বালানী থেকে নিঃসৃত তাপীয় শক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে, ঠিক তেমনই পারমাণবিক চুল্লীগুলি নিয়ন্ত্রিত পারমাণবিক বিভাজন দ্বারা নিঃসৃত শক্তিকে তাপীয় শক্তিতে রূপান্তর করে যান্ত্রিক বা বৈদ্যুতিক আকারে ব্যবহারের জন্য।

বিভাজন

মূল নিবন্ধ: পারমাণবিক বিভাজন

যখন একটি বৃহত ফিসাইল পারমাণবিক নিউক্লিয়াস যেমন- ইউরেনিয়াম-২৩৫ বা প্লুটোনিয়াম-২৩৯ নিউট্রন গ্রহণ করে, তখন এটি পারমাণবিক শৃঙ্খলা বিভাজন হতে পারে। ভারী নিউক্লিয়াস দুটি বা ততোধিক হালকা নিউক্লিয়াসে বিভক্ত হয়ে যায়, (বিভাজন পণ্যগুলি) নিঃসরণ করে গতিশক্তি, গামা বিকিরণ এবং মুক্ত নিউট্রন কণা। এই নিউট্রন এর একটি অংশ অন্যান্য ফিসাইল পরমাণু দ্বারা শোষিত হতে পারে এবং আরও বিভাজনের ঘটনা শুরু করতে পারে, যা আরও নিউট্রন নিঃসরণ করে, এবং শীঘ্রই। এটি একটি পারমাণবিক শৃঙ্খলা বিক্রিয়া হিসাবে পরিচিত।

এ জাতীয় পারমাণবিক শৃঙ্খলা বিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে নিউট্রন বিষ এবং নিউট্রন মডারেটর নিউট্রনের অংশ পরিবর্তন করতে পারে, যা আরও বিস্ফোরণ ঘটায়। যদি পর্যবেক্ষক যদি অনিরাপদ পরিস্থিতি শনাক্ত করে, তা হলে পারমাণবিক চুল্লীগুলি বিভাজন বিক্রিয়া বন্ধ করতে সাধারণত স্বয়ংক্রিয় এবং ম্যানুয়াল ব্যবস্থা থাকে।

তাপ উৎপাদন

চুল্লী কেন্দ্রভাগ বিভিন্ন উপায়ে তাপ উৎপন্ন করে:

• এই নিউক্লিয়াসের সঙ্গে পার্শ্ববর্তী পরমাণুর সংঘর্ষের সময় বিভাজন পণ্যগুলির গতিশক্তি তাপীয় শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
• চুল্লী বিভাজনের সময় উৎপাদিত কিছু গামা রশ্মি শোষণ করে এবং তাদের শক্তিকে তাপে রূপান্তরিত করে।
• তাপ বিভাজন পণ্যগুলির তেজস্ক্রিয় ক্ষয় ও নিউট্রন শোষণ দ্বারা সক্রিয় করা উপকরণগুলি দ্বারা উৎপাদিত হয়। চুল্লী বন্ধ হয়ে যাওয়ার পরেও এই ক্ষয়ের তাপ উৎসটি কিছু সময়ের জন্য স্থায়ী হয়।

পারমাণবিক প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে রূপান্তরিত এক কেজি ইউরেনিয়াম-২৩৫ (ইউ-৩৩৫) প্রচলিতভাবে পোড়ানো এক কেজি কয়লার চেয়ে প্রায় তিন মিলিয়ন গুণ বেশি শক্তি উৎপন্ন করে (প্রতি কেজি ইউরেনিয়াম-৩৩৫ থেকে উৎপন্ন শক্তি ৭.২ × ১০^১৩ জুল বনাম প্রতি কেজি কয়লা থেকে উৎপন্ন শক্তি ২.৪ × ১০^৭ জুল)।

শীতলীকরণ ব্যবস্থা

একটি পারমাণবিক চুল্লী কুল্যান্ট- সাধারণত জল, তবে কখনও কখনও গ্যাস বা তরল ধাতু (তরল সোডিয়ামের মতো) বা গলিত লবণ উৎপাদিত তাপ শোষণের জন্য চুল্লীটির কোর পেরিয়ে আবর্তিত হয়। তাপ চুল্লি থেকে দূরে নিয়ে যাওয়া হয় এবং তারপরে বাষ্প উৎপাদন করতে ব্যবহৃত হয়। বেশিরভাগ চুল্লী ব্যবস্থা একটি কুলিং ব্যবস্থা ব্যবহার করে, যা চাপযুক্ত জল চুল্লীর টারবাইনগুলির জন্য চাপযুক্ত বাষ্প উৎপাদনকারী ফুটন্ত জল থেকে শারীরিকভাবে পৃথক থাকে। যাইহোক, কিছু চুল্লিগুলিতে বাষ্প টারবাইনগুলির জন্য জল সরাসরি চুল্লি কোর দ্বারা ফোটানো হয়; উদাহরণস্বরূপ ফুটন্ত জল চুল্লী।

বিক্রিয়ার নিয়ন্ত্রণ

একটি চুল্লী কোরের মধ্যে বিভাজন বিক্রিয়াগুলির হার নিউট্রনের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে, যা আরও বিভাজনের ঘটনাকে প্ররোচিত করতে সক্ষম হয়। পারমাণবিক চুল্লীগুলি চুল্লীর শক্তির নির্গমনের সামঞ্জস্য করতে সাধারণত নিউট্রন নিয়ন্ত্রণের বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করে। এর মধ্যে কয়েকটি পদ্ধতি তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের পদার্থবিজ্ঞান থেকে প্রাকৃতিকভাবে উত্থিত হয় এবং কেবল চুল্লিটির কার্যক্রম চলাকালীন গণ্য হয়, আবার অন্যগুলি একটি স্বতন্ত্র উদ্দেশ্যে চুল্লী নকশার প্রকৌশলী প্রক্রিয়া।

চুল্লীটিতে বিভাজন-প্ররোচিত নিউট্রনগুলির মাত্রার সামঞ্জস্য করার দ্রুততম পদ্ধতিটি নিয়ন্ত্রণ রডগুলির গতিবিধি দ্বারা হয়। নিয়ন্ত্রণ রডগুলি নিউট্রন বিষ দ্বারা তৈরি হয় এবং তাই এগুলি নিউট্রনগুলিকে শোষণ করে। যখন একটি কন্ট্রোল রড চুল্লিটির গভীরে প্রবেশ করানো হয়, তখন এটি যে উপাদানটি স্থানান্তরিত করে তার চেয়ে বেশি নিউট্রন শোষণ করে — প্রায়শই মডারেটর। এই ক্রিয়াটির ফলে বিভাজন ঘটাতে কম নিউট্রন পাওয়া যায় এবং চুল্লির শক্তি নির্গমন হ্রাস পায়। বিপরীতে, কন্ট্রোল রডটি বের করার ফলে বিভাজনের ঘটনার হার বৃদ্ধি এবং শক্তির নির্গম বৃদ্ধি পায়।

চুল্লীর ধরন

শ্রেণিবিন্যাস

পারমাণবিক বিক্রিয়া ধরন অনুযায়ী

সমস্ত বাণিজ্যিক শক্তি চুল্লী পারমাণবিক বিভাজনের উপর ভিত্তি করে। তারা সাধারণত ইউরেনিয়াম এবং এর পণ্য প্লুটোনিয়ামকে পারমাণবিক জ্বালানী হিসাবে ব্যবহার করে, যদিও থোরিয়াম জ্বালানী চক্রটিও ব্যবহার করা সম্ভব। বিভাজন চুল্লীগুলি বিভাজন শৃঙ্খল বিক্রিয়া বজায় রাখে এমন নিউট্রনের শক্তির উপর নির্ভর করে মোটামুটি দুটি শ্রেণিতে বিভক্ত করা যায়:

• তাপীয় নিউট্রন চুল্লী (সবচেয়ে সাধারণ ধরনের পারমাণবিক চুল্লি) তাদের জ্বালানীটির বিভাজন অব্যাহত রাখতে ধীর বা তাপ নিউট্রন ব্যবহার করে। প্রায় সমস্ত বর্তমান চুল্লি এই ধরনের হয়। এর মধ্যে নিউট্রন মডারেটর উপাদান রয়েছে, যা নিউট্রনের গতি ধীরে ধীরে কমায় শীতল না করা পর্যন্ত, অর্থাৎ যতক্ষণ না তাদের গতিশক্তি শক্তি পার্শ্ববর্তী কণার গড় গতিবেগ শক্তির কাছে পৌঁছায়।
• দ্রুত নিউট্রন চুল্লী তাদের জ্বালানীতে বিভাজন ঘটানোর জন্য দ্রুত নিউট্রন ব্যবহার করে। তাদের নিউট্রন মডারেটর নেই এবং তারা কম-সংযত কুল্যান্ট ব্যবহার করে। শৃঙ্খল বিক্রিয়া বজায় রাখার জন্য ইউ-৩৩৮ বিভাজনের তুলনামূলকভাবে কম সম্ভাবনা তৈরি করতে বিভাজন উপাদানগুলি (প্রায় ২০% বা তার বেশি) আরও বেশি সমৃদ্ধ হওয়া প্রয়োজন।

নীতিগতভাবে, হাইড্রোজেনের ডিউটেরিয়াম আইসোটোপের মতো উপাদানগুলির পারমাণবিক বিভাজন দ্বারা বিভাজন শক্তি উৎপাদন করা সম্ভব। এই প্রক্রিয়া ১৯৪০-এর দশক থেকে চলমান সমৃদ্ধ গবেষণা বিষয় হলেও, বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য কোনও স্ব-স্থায়ী বিভাজন চুল্লী নির্মিত হয়নি।

পারমাণবিক জ্বালানী চক্র

মূল নিবন্ধ: পারমাণবিক জ্বালানী চক্র

তাপীয় চুল্লিগুলি সাধারণত পরিশোধিত এবং সমৃদ্ধ ইউরেনিয়ামের উপর নির্ভর করে। কিছু পারমাণবিক চুল্লী প্লুটোনিয়াম এবং ইউরেনিয়ামের মিশ্রণ (এমওএক্স দেখুন) সহ পরিচালনা করা হয়। যে প্রক্রিয়া দ্বারা ইউরেনিয়াম আকরিক খনন করা হয়, প্রক্রিয়াজাত করা হয়, সমৃদ্ধ হয়, ব্যবহৃত হয়, সম্ভবত পুনরায় প্রক্রিয়াজাত করা হয় এবং নিষ্পত্তি হয় তা পারমাণবিক জ্বালানী চক্র হিসাবে পরিচিত।

পারমাণবিক দুর্ঘটনা ও বিতর্ক

আরও দেখুন: পারমাণবিক বিপর্যয় এবং তেজস্ক্রিয় ঘটনাসমূহের তালিকা

ফুকুশিমা ১-য়ে তিনটি চুল্লী অতিরিক্ত উত্তপ্ত হয়ে যায়, শীতলীকরণ ব্যবস্থার জল বিচ্ছিন্ন করার কারণে এবং হাইড্রোজেন বিস্ফোরণ ঘটে। এটি জ্বালানীর সাথে মেল্টডাউন বাতাসে প্রচুর পরিমাণে তেজস্ক্রিয় পদার্থ নির্গত করে।

কিছু মারাত্মক পারমাণবিক ও বিকিরণ দুর্ঘটনা ঘটেছে। পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের দুর্ঘটনার মধ্যে রয়েছে এসএল-১ দুর্ঘটনা (১৯৬১), থ্রি মাইল দ্বীপ দুর্ঘটনা (১৯৭৯), চেরনোবিলের বিপর্যয় (১৯৮৬) এবং ফুকুশিমা দাইচি পরমাণু বিপর্যয় (২০১১)। পারমাণবিক শক্তি চালিত সাবমেরিন দুর্ঘটনার মধ্যে রয়েছে কে-১৯ চুল্লী দুর্ঘটনা (১৯৬১), কে-২৭ চুল্লী দুর্ঘটনা (১৯৬৮) এবং কে-৪৩১ চুল্লী দুর্ঘটনা। (১৯৮৫)।

পারমাণবিক চুল্লীগুলি কমপক্ষে ৩৪ বার পৃথিবীর কক্ষপথে উৎক্ষেপণ করা হয়েছিল। মনুষ্যবিহীন পারমাণবিক-চুল্লী চালিত সোভিয়েত রোরস্যাট রাডার উপগ্রহ প্রকল্পের সাথে সংযুক্ত বেশ কয়েকটি ঘটনায় পৃথিবীর কক্ষপথ থেকে বায়ুমণ্ডলকে প্রবেশ করতে পারমাণবিক জ্বালানী ব্যয় করা হয়।

নির্গমন

পারমাণবিক চুল্লীগুলি স্বাভাবিক পরিচালনার অংশ হিসাবে ট্রিটিয়াম উৎপন্ন করে, যা শেষ পর্যন্ত ট্রেস পরিমাণে পরিবেশে ছেড়ে দেওয়া হয়।

হাইড্রোজেনের আইসোটোপ হিসাবে, ট্রিটিয়াম (টি) প্রায়শই অক্সিজেনের সাথে আবদ্ধ হয় এবংT_২O (টি_২ও) গঠন করে। এই অণুটি রাসায়নিকভাবে H_২O এর সাথে সমতুল্য এবং তাই বর্ণহীন এবং গন্ধহীন, তবে হাইড্রোজেন নিউক্লিয়ায় অতিরিক্ত নিউট্রনগুলি ট্রাইটিয়ামকে ১২.৩ বছরের অর্ধ-জীবন দিয়ে বিটা ক্ষয় করতে যেতে বাধ্য করে।

আরও দেখুন

• পারমাণবিক চুল্লীগুলির তালিকা
• ছোট মডুলার চুল্লীর নকশার তালিকা
• মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের নৌ চুল্লীগুলির তালিকা
• নিউট্রন পরিবহন
• পারমাণবিক সামুদ্রিক ইঞ্জিন
• দেশ অনুসারে পারমাণবিক শক্তি
• এক কম পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র
• রেডিওসোটোপ থার্মোইলেক্ট্রিক জেনারেটর
• সুরক্ষা প্রকৌশল
• সায়োনারা পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র
• ছোট মডুলার চুল্লী
• থোরিয়াম-ভিত্তিক পারমাণবিক শক্তি
• ট্র্যাভেলিং-ওয়েভ চুল্লী (টিডব্লিউআর)
• বিশ্ব পারমাণবিক শিল্পের অবস্থা সম্পর্কিত প্রতিবেদন

বহিঃসংযোগ

• পারমাণবিক শক্তি চুল্লী সম্পর্কিত তথ্যভাণ্ডার - আইএইএ
• ইউরেনিয়াম সম্মেলন জাপানের দুর্ঘটনার বিষয়ে আলোচনা যোগ করেছে