নিউক্লিয় সংযোজনের শর্ত কী? নিউক্লিয় সংযোজনে প্রচুর পরিমাণ শক্তি নির্গত হওয়ার কারণ কী?

নিউক্লিয় সংযোজন হল একটি নিউক্লিয় বিক্রিয়া যেখানে দুই বা ততোধিক হালকা পরমাণুর নিউক্লিয়াস একত্রিত হয়ে একটি তুলনামূলকভাবে ভারী নিউক্লিয়াস গঠন করে এবং এতে বিপুল পরিমাণ শক্তি মুক্ত হয়। সূর্য ও অন্যান্য তারার শক্তির প্রধান উৎস এই প্রক্রিয়া।

নিউক্লিয় সংযোজনের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ শর্ত হল অতি উচ্চ তাপমাত্রা (কয়েক কোটি ডিগ্রি সেলসিয়াস)। এই উচ্চ তাপমাত্রা প্রয়োজনীয় কারণ এটি পরমাণুগুলিকে তাদের ইলেকট্রন থেকে বিচ্ছিন্ন করে প্লাজমা অবস্থায় নিয়ে যায় এবং নিউক্লিয়াসগুলিকে তাদের মধ্যে ক্রিয়াশীল তড়িৎ-চৌম্বকীয় বিকর্ষণ বল (কুলম্ব বাধা) অতিক্রম করার জন্য পর্যাপ্ত উচ্চ গতিশক্তি (তাপীয় বেগ) প্রদান করে।

হাইড্রোজেনের মতো হালকা মৌলগুলির নিউক্লিয়াসে ধনাত্মক প্রোটনের সংখ্যা কম থাকে। যেহেতু নিউক্লিয়াসগুলি ধনাত্মক আধানযুক্ত, তাদের মধ্যে বিকর্ষণ বল কাজ করে। হালকা মৌলের নিউক্লিয়াসে আধান কম থাকায় এই বিকর্ষণ বল তুলনামূলকভাবে দুর্বল হয়, যা তাদেরকে কাছাকাছি আসতে এবং সংযোজিত হতে সুবিধা করে।

এটি ভর-শক্তির সমতুল্যতা (E = mc²) নীতির কারণে ঘটে। সংযোজনের ফলে সৃষ্ট নতুন নিউক্লিয়াসের ভর, প্রাথমিক নিউক্লিয়াসগুলির মোট ভরের চেয়ে সামান্য কম হয়। ভরের এই ক্ষতি বা ‘ভরত্রুটি’ আইনস্টাইনের বিখ্যাত সমীকরণ অনুসারে সরাসরি শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। যেহেতু c² (আলোর বেগের বর্গ) এর মান অত্যন্ত বৃহৎ, সামান্য ভর হ্রাস থেকেও বিপুল পরিমাণ শক্তি নির্গত হয়।

সূর্যের অত্যন্ত উচ্চ চাপ এবং প্রায় 1.5 কোটি ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার কেন্দ্রে, প্রধানত হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস (প্রোটন) গুলি একত্রিত হয়ে হিলিয়াম নিউক্লিয়াস গঠন করে। এই প্রক্রিয়াটি ‘প্রোটন-প্রোটন শৃঙ্খল’ নামে পরিচিত, যার মাধ্যমে সূর্য নিরন্তর শক্তি উৎপাদন করে।

নিউক্লিয় সংযোজন এবং নিউক্লিয় বিভাজনের মধ্যে পার্থক্য হল –
1. সংযোজন – হালকা নিউক্লিয়াস মিলিত হয়ে একটি তুলনামূলকভাবে ভারী নিউক্লিয়াস গঠন করে (যেমন – হাইড্রোজেন → হিলিয়াম)।
2. বিভাজন – একটি ভারী নিউক্লিয়াস (যেমন – ইউরেনিয়াম বা প্লুটোনিয়াম) ভেঙে দুটি তুলনামূলকভাবে হালকা নিউক্লিয়াসে পরিণত হয়।
সংযোজনে বিভাজনের তুলনায় অনেক বেশি শক্তি উৎপন্ন হয় এবং এটি সাধারণত কম তেজস্ক্রিয় বর্জ্য তৈরি করে।

নিউক্লিয় সংযোজন শক্তির সম্ভাব্য সুবিধাগুলো হল –
1. প্রচুর জ্বালানি – প্রাথমিক জ্বালানি হিসাবে ব্যবহৃত হাইড্রোজেন (ডিউটেরিয়াম ও ট্রিটিয়াম) সমুদ্রের জলে সহজলভ্য।
2. উচ্চ শক্তি ঘনত্ব – অল্প পরিমাণ জ্বালানি থেকেও বিপুল শক্তি উৎপাদন।
3. নিরাপত্তা – দুর্ঘটনাজনিতভাবে নিয়ন্ত্রণের বাইরে গেলে সংযোজন বিক্রিয়া নিজে থেকেই বন্ধ হয়ে যায়।
4. পরিচ্ছন্নতা – এটি জীবাশ্ম জ্বালানির মতো বায়ু দূষণ করে না এবং নিউক্লিয় বিভাজনের মতো দীর্ঘমেয়াদী উচ্চমাত্রার তেজস্ক্রিয় বর্জ্য তৈরি করে না।