নিউক্লিয়ার ফিউশন হল একটি প্রক্রিয়া যেখানে দুটি হালকা পারমাণবিক নিউক্লিয়াস একত্রিত হয়ে একটি ভারী নিউক্লিয়াস তৈরি করে, প্রক্রিয়ায় শক্তি নির্গত করে। এটি একই প্রক্রিয়া যা সূর্য এবং অন্যান্য নক্ষত্রকে শক্তি দেয়, শক্তির বিশাল উৎস প্রদান করে। পারমাণবিক বিভাজন থেকে ভিন্ন, যা শক্তি মুক্ত করার জন্য ভারী পরমাণুগুলিকে বিভক্ত করে, ফিউশন এই পরমাণুগুলিকে একত্রিত করে। ফিউশনের পরিচ্ছন্ন শক্তির প্রায় সীমাহীন উৎস প্রদান করার সম্ভাবনা রয়েছে, যদি এটিকে পৃথিবীতে নিয়ন্ত্রণ করা যায় এবং টেকসই করা যায়।
সহজ কথায়, নিউক্লিয়ার ফিউশন হল হাইড্রোজেনের মতো দুটি হালকা পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে একত্রিত করে হিলিয়ামের মতো একক ভারী পরমাণু তৈরি করা। ফলস্বরূপ পরমাণু এবং অবশিষ্ট পদার্থের ভর মূল পরমাণুর ভরের চেয়ে কম। আইনস্টাইনের সমীকরণ অনুসারে, \(E = mc^2\) , ভরের এই ক্ষতিটি প্রচুর পরিমাণে শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, যেখানে \(E\) উৎপন্ন শক্তি, \(m\) হল হারানো ভর, এবং \(c\) হল আলোর গতি।
ইতিবাচক চার্জযুক্ত নিউক্লিয়াসের মধ্যে বিকর্ষণের ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক শক্তিগুলিকে অতিক্রম করতে এই প্রক্রিয়াটির জন্য অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপ প্রয়োজন। সূর্যের মূল অংশে, যেখানে প্রাকৃতিকভাবে ফিউশন ঘটে, তাপমাত্রা 15 মিলিয়ন ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে উঠে যায় এবং চাপটি প্রচুর, যা ফিউশনের মধ্য দিয়ে নিউক্লিয়াসকে যথেষ্ট কাছাকাছি আসার জন্য উপযুক্ত শর্ত প্রদান করে।
বিভিন্ন ধরণের ফিউশন বিক্রিয়া ঘটতে পারে, প্রতিটিতে বিভিন্ন বিক্রিয়াকারী এবং পণ্য রয়েছে। সবচেয়ে সুপরিচিত এবং গবেষণা করা প্রতিক্রিয়াগুলির মধ্যে হাইড্রোজেনের আইসোটোপ রয়েছে: ডিউটেরিয়াম ( \(D\) ) এবং ট্রিটিয়াম ( \(T\) ):
নিউক্লিয়ার ফিউশনের প্রেক্ষাপটে, তেজস্ক্রিয়তা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, বিশেষ করে ট্রিটিয়াম জড়িত প্রতিক্রিয়াগুলিতে। ট্রিটিয়াম হল হাইড্রোজেনের একটি তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ, যার অর্ধ-জীবন প্রায় 12.3 বছর, যার অর্থ এটি সময়ের সাথে সাথে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, বিটা কণা (ইলেকট্রন) ছেড়ে দেয় এবং স্থিতিশীল হিলিয়াম -3 এ রূপান্তরিত হয়। ডিটি ফিউশন প্রতিক্রিয়া বিশেষ আগ্রহের কারণ এটি দক্ষতার সাথে প্রচুর পরিমাণে শক্তি উত্পাদন করে এবং নিউট্রন নিঃসৃত নিউট্রন নিউট্রন সক্রিয়করণ নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে লিথিয়াম থেকে আরও ট্রিটিয়াম তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে:
\( \textrm{লিথিয়াম-6} + \textrm{নিউট্রন} \rightarrow \textrm{ট্রিটিয়াম} + \textrm{হিলিয়াম-4} \)প্রক্রিয়াটির জন্য প্রয়োজনীয় চরম অবস্থার কারণে পৃথিবীতে নিয়ন্ত্রিত পারমাণবিক ফিউশন অর্জন করা চ্যালেঞ্জিং ছিল। দুটি প্রধান পন্থা অনুসরণ করা হচ্ছে:
নিউক্লিয়ার ফিউশন প্রায় সীমাহীন, পরিচ্ছন্ন শক্তির উৎসের প্রতিশ্রুতি দেয়। জীবাশ্ম জ্বালানির বিপরীতে, ফিউশন গ্রিনহাউস গ্যাস বা দীর্ঘস্থায়ী তেজস্ক্রিয় বর্জ্য তৈরি করে না। ফিউশনের জন্য জ্বালানী, ডিউটেরিয়াম, সমুদ্রের জল থেকে আহরণ করা যেতে পারে, এটি কার্যত সীমাহীন করে তোলে এবং ট্রিটিয়াম লিথিয়াম থেকে প্রজনন করা যেতে পারে, যা তুলনামূলকভাবে প্রচুর। একবার প্রযুক্তিগত এবং বৈজ্ঞানিক চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠলে, ফিউশন বিশ্বব্যাপী শক্তি উত্পাদনকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে, একটি টেকসই এবং কার্বন-নিরপেক্ষ ভবিষ্যতে অবদান রাখতে পারে।
পারমাণবিক ফিউশন টেকসই শক্তির সমাধান খোঁজার ক্ষেত্রে মানুষের কৃতিত্বের শীর্ষস্থানকে উপস্থাপন করে। যদিও সূর্য অনায়াসে তার মূল অংশে ফিউশন সঞ্চালন করে, নিয়ন্ত্রিত পরিস্থিতিতে পৃথিবীতে এই প্রক্রিয়াটির প্রতিলিপি করা আমাদের সময়ের সবচেয়ে বড় বৈজ্ঞানিক এবং প্রকৌশল চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি। ফিউশন শক্তির সফল বিকাশ একটি পরিষ্কার, নিরাপদ, এবং অক্ষয় শক্তির উত্সের জন্য আমাদের অনুসন্ধানে একটি উল্লেখযোগ্য মাইলফলক চিহ্নিত করবে, আমরা কীভাবে আমাদের বিশ্বকে শক্তি দিতে পারি তা বিপ্লব করে।
