পারমাণবিক চুল্লিতে অতিরিক্ত নিউট্রন নিয়ন্ত্রণ: বিজ্ঞানীরা কীভাবে চেইন রিঅ্যাকশনকে শৃঙ্খলায় রাখেন?

পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রের কার্যক্রম পর্যবেক্ষণ করে বিজ্ঞানীরা দেখান কীভাবে অতিরিক্ত নিউট্রন থেকে রক্ষা পাওয়ার জন্য চেইন রিঅ্যাকশন নিয়ন্ত্রণ করা হয়। সমুদ্রের তীরে অবস্থিত একটি পারমাণবিক চুল্লির চুল্লি পরিদর্শন করে দেখা যায়, ইউরেনিয়াম-২৩৫ পরমাণুর নিউক্লিয়াসে নিউট্রনের আঘাতের ফলে প্রতিটি ভেঙ্গে যাওয়া নিউক্লিয়াস থেকে তিনটি করে নিউট্রন ছুটে বের হয়। এই নিউট্রনগুলো আরও তিনটি করে পারমাণুকে ভেঙ্গে দেয়, ফলে নিউট্রনের সংখ্যা দ্রুত বৃদ্ধি পায়। ধরা যাক, প্রথমে ৯টি নিউট্রন উৎপন্ন হয় — এভাবে প্রক্রিয়াটি চলতে থাকলে চুল্লি নিজেই অত্যন্ত উত্তপ্ত হয়ে গলে যেতে পারে!

🔴 মূল পয়েন্ট

• 📌 ইউরেনিয়াম-২৩৫ পরমাণুর বিভাজনের ফলে উৎপন্ন নিউট্রন সংখ্যা দ্রুত বাড়লে চুল্লি অত্যন্ত উত্তপ্ত হয়ে গলে যেতে পারে
• 📌 বোরন-১০ এবং ক্যাডমিয়ামের পরমাণু নিউট্রন শোষণ করে চেইন রিঅ্যাকশন নিয়ন্ত্রণ করে
• 📌 বোরন-১০ নিউট্রনকে নিজের নিউক্লিয়াসে শোষণ করে, কিন্তু বোরন-১১ নিউট্রনকে বিকর্ষণ করে
• 📌 নিয়ন্ত্রণকারী রডের মাধ্যমে মুক্ত নিউট্রনের সংখ্যা নিয়ন্ত্রণ করা হয় — রড বের করলে রিঅ্যাকশন ত্বরিত হয়, ঢুকিয়ে দিলে মন্থর হয়
• 📌 বোরন-১১ পরমাণু যুক্ত প্রতিরক্ষা দেয়াল নিউট্রনকে বাইরে থেকে বন্ধ রাখে

📰 বিস্তারিত

পারমাণবিক চুল্লিতে নিউট্রন নিয়ন্ত্রণের জন্য বিশেষ পদার্থের ব্যবহার অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। বিজ্ঞানীরা বোরন-১০ এবং ক্যাডমিয়ামের পরমাণু যুক্ত করে চুল্লির কার্যক্রম মন্থর করে দেন। এই পদার্থগুলো মুক্ত নিউট্রনকে শোষণ করে, ফলে চুল্লির উত্তাপ নিয়ন্ত্রণে থাকে — যেমন জ্বলন্ত চুলায় পানি ঢালার মতো। বোরন নামক পদার্থের দুটি আইসোটোপ, বোরন-১০ এবং বোরন-১১, নিউট্রন নিয়ন্ত্রণে ব্যবহৃত হয়। বোরন-১০ নিউট্রনকে নিজের নিউক্লিয়াসে শোষণ করে, কিন্তু বোরন-১১ নিউট্রনকে বিকর্ষণ করে। ফলে বোরন-১০ই অতিরিক্ত নিউট্রন থেকে মুক্তি পেতে সহায়তা করে।

নিয়ন্ত্রণকারী রডগুলোতে বোরন-১০ এবং ক্যাডমিয়ামের পরমাণু যুক্ত থাকে। যখন এই রডগুলো সম্পূর্ণ চুল্লির ভেতরে থাকে, তখন কোনো চেইন রিঅ্যাকশন ঘটে না। কিন্তু রডগুলোকে কিছুটা বের করে আনা হলে মুক্ত নিউট্রনের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়, ইউরেনিয়াম উত্তপ্ত হতে থাকে। আর রডগুলোকে আরও বের করলে নিউট্রনের সংখ্যা আরো বৃদ্ধি পায় এবং ইউরেনিয়াম-২৩৫ আরও বেশি উত্তপ্ত হয়। রডগুলো আবার ঢুকিয়ে দিলে মুক্ত নিউট্রনের সংখ্যা কমে যায় এবং ইউরেনিয়ামের বিভাজন প্রক্রিয়া মন্থর হয়ে যায়।

বিজ্ঞানীরা আরও একটি প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা ব্যবহার করেন — ইস্পাতে বোরন-১১ পরমাণু যুক্ত করে চুল্লির প্রতিরক্ষা দেয়াল তৈরি করা হয়। এই দেয়াল নিউট্রনকে বাইরে থেকে বন্ধ রাখে। কারণ বোরন-১১ পরমাণু নিউট্রনগুলোকে বিকর্ষণ করে, ফলে কোনো নিউট্রনও দেয়াল ভেদ করে বাইরে আসতে পারে না। এই ব্যবস্থা দ্বারা ইউরেনিয়াম-২৩৫ পরমাণুর বিভাজনকারী মুক্ত নিউট্রন থেকে রক্ষা পাওয়ার চেষ্টা করা হয়, যেগুলো শরীরের পরমাণুকে ভেঙ্গে দিতে পারে।

"বোরন-১০ তার পাশ দিয়ে যখনই কোন নিউট্রন অতিক্রম করে তখনই সেটিকে আটকে ফেলে এবং নিউট্রনটিকে নিজের নিউক্লিয়াসের সঙ্গে যুক্ত করে নেয়। বোরন-১১ নিউট্রনকে না আটকিয়ে বরং দূরে ঠেলে দেয়।"

📊 তথ্যের সারসংক্ষেপ

• 📍 স্থান: সমুদ্রের তীরে অবস্থিত পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র
• 👥 খবরের মুখ্য ব্যক্তি: বিজ্ঞানীরা (পারমাণবিক চুল্লি নিয়ন্ত্রণকারী বিশেষজ্ঞ)
• 🔢 গুরুত্বপূর্ণ সংখ্যা: ইউরেনিয়াম-২৩৫ পরমাণু (২৩৫), নিউট্রন সংখ্যা (৯টি), বোরন আইসোটোপ (১০ ও ১১)