কেন্দ্রীণ সংযোজন

কেন্দ্রীণ/অষ্টিকীয়/কেন্দ্রিকীয় সংলয়ন (ইংরেজি ভাষায়: Nuclear fusion) বা নিউক্লীয় সংযোজন/নিউক্লীয় ফিউশন একধরনের কেন্দ্রীণ/অষ্টকীয় বিক্রিয়া যাতে দুটি হাল্কা পারমাণবিক নিউক্লিয়াস একত্রিত হয়ে একটি ভারী নিউক্লিয়াস/অষ্টিকা বিপুল পরিমাণ শক্তি তৈরি করে। নিউক্লীয় ফিশন(অষ্টিকীয় বিভাজন/বিভঞ্জন) বিক্রিয়াসমূহে একটা বড় অষ্টিকাকে ভাঙার জন্য একটি নিউট্রন/নিষ্ক্রকণ(নিষ্ক্রিয় + কণা) ব্যবহার করা হয়, কিন্তু অষ্টিকীয় সংলয়ন ক্রিয়ায় বিক্রিয়াকারী অষ্টিকাদ্বয়ের মধ্যে সংঘর্ষ ঘটাতে হয়। উভয়েই ধনাত্মক আধান যুক্ত হওয়ায় নিউক্লিয়াসদ্বয়ের মধ্যে শক্তিশালী বিকর্ষণ বল ক্রিয়াশীল থাকে, যা অতিক্রম করা যায় কেবলযদি অষ্টিকাদ্বয়ের গতিশক্তি হয় অনেক বেশি। এই উঁচু গতিশক্তি অর্জন করতে প্রয়োজন হয় উচ্চতাপমাত্রার যা ১ কোটি কেলভিন-এর কাছাকাছি। যেহেতু নিউক্লীয় আধান অর্থাৎ,পারমাণবিক সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে প্রয়োজনীয় গতিশক্তির মানও বাড়তে থাকে, কাজেই নিচু পারমাণবিক-সংখ্যা'র নিউক্লিয়াস নিয়ে বিক্রিয়া করাটা সবচেয়ে সোজা। অবশ্য এহেন উঁচু তাপমাত্রায় সংলয়ন বিক্রিয়াগুলি স্বয়ংসম্পূর্ণ(Self-sustaining) হয়; এই তাপমাত্রায় বিক্রিয়কসমূহ প্লাজমা/অবয়োম(অব+যু+মন) অবস্থায় বিরাজ করে(অর্থাৎ, অষ্টিকাগুলি এবং মুক্ত ইলেকট্রনগুলি/বিদ্যুৎকণগুলি আলাদা আলাদা থাকে) যেখানে নিউক্লিয়াসগুলির উচ্চ গতিশক্তি তাদের মধ্যকার স্থির-তাড়িতিক(Electrostatic) বিকর্ষণ বলকে অতিক্রম করতে পারে। ফিউশন বোমা(নিউক্লীয় অস্ত্র দেখুন) এবং নক্ষত্র এমনি করে শক্তি উৎপাদন করে থাকে। ইতিহাস আমেরিকান রসায়নবিদ উইলিয়াম ড্রেপার হারকিন্স 1915 সালে নিউক্লিয়ার ফিউশনের ধারণাটি প্রথম প্রস্তাব করেন। তারপর 1921 সালে, আর্থার এডিংটন হাইড্রোজেন-হিলিয়াম ফিউশন নাক্ষত্রিক শক্তির প্রাথমিক উৎস হতে পারে বলে পরামর্শ দেন। কোয়ান্টাম টানেলিং 1927 সালে ফ্রিডরিখ হান্ড দ্বারা আবিষ্কৃত হয়,[4][5] এবং এর কিছুক্ষণ পরেই রবার্ট অ্যাটকিনসন এবং ফ্রিটজ হাউটারম্যানস আলোক উপাদানের পরিমাপিত ভর ব্যবহার করে দেখান যে ছোট নিউক্লিয়াস ফিউজ করে প্রচুর পরিমাণে শক্তি নির্গত হতে পারে। প্যাট্রিক ব্ল্যাকেটের কৃত্রিম পারমাণবিক পরিবর্তনের প্রাথমিক পরীক্ষা-নিরীক্ষার উপর ভিত্তি করে, হাইড্রোজেন আইসোটোপের পরীক্ষাগার ফিউশন 1932 সালে মার্ক অলিফ্যান্ট দ্বারা সম্পন্ন হয়েছিল। সেই দশকের বাকি অংশে, নক্ষত্রে পারমাণবিক ফিউশনের মূল চক্রের তত্ত্বটি তৈরি করেছিলেন হ্যান্স বেথে। ম্যানহাটন প্রকল্পের অংশ হিসাবে 1940 এর দশকের গোড়ার দিকে সামরিক উদ্দেশ্যে ফিউশন নিয়ে গবেষণা শুরু হয়েছিল। আইভি মাইক হাইড্রোজেন (থার্মোনিউক্লিয়ার) বোমা পরীক্ষায় 1 নভেম্বর 1952 সালে স্ব-টেকসই পারমাণবিক সংমিশ্রণ প্রথম করা হয়েছিল। হাইড্রোজেন বোমা (H-বোমা) পরিচালনার সময় ফিউশন অর্জন করা হয়েছিল, এটি একটি দরকারী শক্তির উত্স হওয়ার জন্য প্রতিক্রিয়াটিকে অবশ্যই নিয়ন্ত্রণ এবং টেকসই করতে হবে। ফিউশন চুল্লির অভ্যন্তরে নিয়ন্ত্রিত ফিউশন বিকাশের গবেষণা 1930 সাল থেকে চলমান রয়েছে, তবে প্রযুক্তিটি এখনও তার বিকাশের পর্যায়ে রয়েছে। ইউএস ন্যাশনাল ইগনিশন ফ্যাসিলিটি, যা লেজার-চালিত ইনর্শিয়াল কনফাইনমেন্ট ফিউশন ব্যবহার করে, ব্রেক-ইভেন ফিউশনের লক্ষ্য নিয়ে ডিজাইন করা হয়েছিল; প্রথম বড় মাপের লেজার টার্গেট পরীক্ষাগুলি জুন 2009 সালে সঞ্চালিত হয়েছিল এবং ইগনিশন পরীক্ষাগুলি 2011 সালের প্রথম দিকে শুরু হয়েছিল। [9][10] 13 ডিসেম্বর 2022-এ, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের শক্তি বিভাগ ঘোষণা করেছে যে 5 ডিসেম্বর 2022-এ, তারা সফলভাবে ব্রেক-ইভেন ফিউশন সম্পন্ন করেছে, "লক্ষ্যে 2.05 মেগাজুল (MJ) শক্তি সরবরাহ করেছে, যার ফলে 3.15 MJ ফিউশন শক্তি উৎপাদন হয়েছে।" [১১] এই অগ্রগতির আগে, নিয়ন্ত্রিত ফিউশন বিক্রিয়া ব্রেক-ইভেন (স্ব-টেকসই) নিয়ন্ত্রিত ফিউশন তৈরি করতে অক্ষম ছিল। এর জন্য দুটি সবচেয়ে উন্নত পন্থা হল ম্যাগনেটিক কনফাইনমেন্ট (টরয়েড ডিজাইন) এবং ইনর্শিয়াল কনফাইনমেন্ট (লেজার ডিজাইন)। একটি টরয়েডাল রিঅ্যাক্টরের জন্য কার্যকরী নকশা যা তাত্ত্বিকভাবে প্লাজমাকে প্রয়োজনীয় তাপমাত্রায় তাপ করার জন্য প্রয়োজনীয় পরিমাণের তুলনায় দশগুণ বেশি ফিউশন শক্তি সরবরাহ করবে (আইটিইআর দেখুন)। আইটিইআর সুবিধাটি 2025 সালে তার নির্মাণ পর্যায় শেষ করবে বলে আশা করা হচ্ছে। এটি একই বছর চুল্লি চালু করা শুরু করবে এবং 2025 সালে প্লাজমা পরীক্ষা শুরু করবে, তবে 2035 সাল পর্যন্ত সম্পূর্ণ ডিউটেরিয়াম-ট্রিটিয়াম ফিউশন শুরু হবে বলে আশা করা হচ্ছে না। পারমাণবিক ফিউশনের বাণিজ্যিকীকরণ অনুসরণকারী প্রাইভেট কোম্পানিগুলি শুধুমাত্র 2021 সালেই $2.6 বিলিয়ন প্রাইভেট ফান্ডিং পেয়েছে, যা কমনওয়েলথ ফিউশন সিস্টেম, হেলিয়ন এনার্জি ইনক., জেনারেল ফিউশন, TAE টেকনোলজিস ইনক. এবং জ্যাপ এনার্জি ইনক। 14]