তরল অক্সিজেন

তরল অক্সিজেন হল দ্বি পরমাণু অক্সিজেনের তরল রূপ। এর ব্যবহার দেখা যায় মহাকাশ, ডুবোজাহাজ এবং গ্যাস শিল্পে। 
১৯২৬ সালে রবার্ট এইচ গডার্ডের আবিষ্কার করা প্রথম তরল-জ্বালানী রকেটে এটি জারক হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। এই ব্যবহারটি এখনো চলে আসছে।

ভৌত ধর্ম
তরল অক্সিজেনের রঙ ফ্যাকাশে নীল এবং এটি শক্তিশালী প্যারাচুম্বক: এটি একটি শক্তিশালী + ইউ-চুম্বকের (অশ্বক্ষুরাকৃতি) দুই মেরুর মাঝে ঝুলন্ত অবস্থায় থাকতে পারে। তরল অক্সিজেনের ঘনত্ব ১.১৪১ গ্রাম/সেমি৩ (১.১৪১ কেজি/লিটার বা ১১৪১ কেজি/মি৩)। এটি তরল জলের চেয়ে সামান্য ঘন এবং নিম্নতাপীয়। ১০১.৩২৫ কিলো পাস্কাল (৭৬০ মিমি পারদস্তম্ভের চাপ) চাপে এর হিমাঙ্ক  এবং স্ফুটনাঙ্ক । তরল অক্সিজেনের সম্প্রসারণ অনুপাত ১:৮৬১,  চাপ এবং  তাপমাত্রায়, এবং এই কারণে, এটি শ্বাস-প্রশ্বাসের জন্য পরিবহনযোগ্য অক্সিজেনের উৎস হিসাবে কিছু বাণিজ্যিক এবং সামরিক বিমানগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

তরল অক্সিজেনের নিম্নতাপীয় প্রকৃতির কারণে, যে পদার্থগুলিতে এটি স্পর্শ করা হয়, সেগুলি ভঙ্গুর হয়ে উঠতে পারে। তরল অক্সিজেন একটি খুব শক্তিশালী জারকও: জৈব পদার্থ তরল অক্সিজেনে খুব দ্রুত পুড়ে যায়। উপরন্তু, তরল অক্সিজেনে ভেজানো কিছু উপকরণ, যেমন কয়লা ব্রিকেট, কালো কার্বন, ইত্যাদি যদি অগ্নিসংযোগের উৎস যেমন অগ্নি স্ফুলিঙ্গ বা হালকা ঘা পায়, তাহলে অপ্রত্যাশিতভাবে বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে। আস্ফাল্ট সহ পেট্রোরাসায়নিক গুলিতে প্রায়ই এই আচরণ দেখা যায়।

১৯২৪ সালে গিলবার্ট নিউটন লুইস প্রথম চতুঃঅক্সিজেন অণুর (O৪) ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন, তরল অক্সিজেন কেন ক্যুরীর নীতি মেনে চলে না, তা ব্যাখ্যা করার জন্য তিনি এটিকে প্রস্তাব করেছিলেন। আধুনিক কম্পিউটার দ্বারা পরীক্ষায় দেখা গেছে যে, যদিও তরল অক্সিজেনে স্থিতিশীল কোন O৪ অণু নেই, কিন্তু তার O২ অণুগুলির প্রতি-সমান্তরাল ঘূর্ণনের সাথে দুটি করে জোট বাঁধার প্রবণতা দেখা যায়, যার ফলে তাৎক্ষণিক O৪ অণু তৈরি হয়।

তরল নাইট্রোজেনের স্ফুটনাঙ্ক −১৯৬ °সে (৭৭ কেলভিন), এটি অক্সিজেনের স্ফুটনাঙ্ক −১৮৩ °সে (৯০ কেলভিন) এর থেকে অনেকটা কম। তরল নাইট্রোজেনযুক্ত পাত্র বাতাসের অক্সিজেনের ঘনীভবন করতে পারে: যখন নাইট্রোজেনের বেশিরভাগ অংশটি এমন পাত্র থেকে বাষ্প হয়ে যায় তখন ঝুঁকি থাকে যে অবশিষ্ট তরল অক্সিজেন জৈব পদার্থের সাথে বিক্রিয়া করে বিষ্ফোরন ঘটাতে পারে। আবার উল্টো দিকে, তরল নাইট্রোজেন বা তরল বায়ু খোলা বাতাসে রাখলে অক্সিজেন সমৃদ্ধ হতে পারে; বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেন এতে দ্রবীভূত হয়, অন্যদিকে নাইট্রোজেন বাষ্পীভূত হয়ে যায়

সাধারণ চাপের স্ফুটনাঙ্কে তরল অক্সিজেনের  পৃষ্ঠটান ১৩.২ ডাইন/সেমি।

ব্যবহার

বাণিজ্যিকভাবে তরল অক্সিজেনকে শিল্প গ্যাস হিসাবে শ্রেণিবদ্ধ করা হয় এবং শিল্প এবং চিকিৎসার উদ্দেশ্যে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। বায়ুতে প্রাকৃতিকভাবে প্রাপ্ত অক্সিজেন থেকে নিম্নতাপী বায়ু পৃথকীকরণ কারখানায় আংশিক পাতন প্রক্রিয়ায় তরল অক্সিজেন পাওয়া যায়।

বিমানবাহিনী তরল অক্সিজেনের ব্যবহারে কৌশলগত গুরুত্বকে দীর্ঘদিন ধরে স্বীকৃতি দিয়েছে, বিকারক এবং হাসপাতালে ও অনেক উচ্চতার বিমান উড়ানে শ্বাস নেওয়ার জন্য বায়বীয় অক্সিজেনের সরবরাহ উভয় হিসাবেই। ১৯৮৫ সালে ইউ.এস. বিমান বাহিনী সমস্ত বড় বিমান ঘাঁটিতে নিজস্ব অক্সিজেন উৎপাদন করার একটি কর্মসূচি শুরু করেছিল।

রকেট চালক যন্ত্রের মধ্যে 

তরল অক্সিজেন হল মহাকাশগামী রকেট চালক যন্ত্রে প্রয়োগের জন্য, সবচেয়ে সাধারণ নিম্নতাপী তরল জারক, সাধারণত এর সঙ্গে  তরল হাইড্রোজেন, কেরোসিন বা মিথেনের মিশ্রণ থাকে।

তরল অক্সিজেন ব্যবহার করা হয়েছিল প্রথম তরল জ্বালানী সমৃদ্ধ রকেটে। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধে ভি-২ ক্ষেপণাস্ত্রগুলিতে এ-স্টফ এবং সোয়ারস্টফ নামে তরল অক্সিজেন ব্যবহার করেছিল। ১৯৫০ এর দশকে, স্নায়ুযুদ্ধের সময় মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের রেডস্টোন ও অ্যাটলাস রকেট এবং সোভিয়েত আর-৭ সেমিওরকা জ্বালানী হিসাবে তরল অক্সিজেন ব্যবহার করেছিল। 
পরে, ১৯৬০ এবং ১৯৭০ এর দশকে, অ্যাপোলো স্যাটার্ন রকেটের আরোহণের স্তরে এবং মহাকাশ যানের মুখ্য ইঞ্জিনে তরল অক্সিজেন ব্যবহার করা হয়েছিল।

২০২০ সালে, অনেক রকেট তরল অক্সিজেন ব্যবহার করেছে: 
 চিনের অন্তরীক্ষ কার্যক্রম: লং মার্চ ৫ এবং এর পরবর্তীস্তরে লং মার্চ ৬, লং মার্চ ৭
 ভারতীয় মহাকাশ গবেষণা সংস্থা: জিএসএলভি
 জাপানি মহাকাশ অনুসন্ধান সংস্থা (জাপান): এইচ-IIএ এবং এইচ ৩ (বিকাশাধীন)
 রসকসমস (রাশিয়া): সোয়ুজ-২ এবং অঙ্গারা (বিকাশাধীন)
 ইএসএ (ইউরোপীয় ইউনিয়ন): এরিয়ন ৫ এবং এরিয়ন ৬ (বিকাশাধীন)
 যুক্তরাষ্ট্র
 স্পেস এক্স: ফ্যালকন ৯, ফ্যালকন হেভি এবং স্টারশিপ (বিকাশাধীন) (তরল অক্সিজেন শীতল করা হয়েছিল ~  তাপমাত্রায়, স্ফুটনাঙ্কে যা থাকে তার থেকে ১০% বেশি ঘন)
 ইউনাইটেড প্রক্ষেপন জোট: অ্যাটলাস ৫, ডেল্টা ৪, ডেল্টা ৪ হেভি, ভালকান (বিকাশাধীন)
 নরথ্রপ গ্রামেন: আন্তারেস ২৩০+
 ব্লু অরিজিন: নিউ শেপার্ড এবং নিউ গ্লেন (বিকাশাধীন)
 রকেট ল্যাব: ইলেকট্রন
 ফায়ার ফ্লাই এরোস্পেস: ফায়ার ফ্লাই আলফা (বিকাশাধীন)
 ভার্জিন অরবিট: লঞ্চারওয়ান (বিকাশাধীন)

ইতিহাস
১৮৪৫ সালের মধ্যে, মাইকেল ফ্যারাডে, তখনকার বিদ্যমান বেশিরভাগ গ্যাসকেই তরলিত করতে পেরেছিলেন। কিন্ত ছয়টি গ্যাসকে তরলিত করার প্রচেষ্টা ব্যর্থ হয়েছিল এবং সেই সময় সেগুলিকে বলা হত "স্থায়ী গ্যাস"। সেগুলি ছিল অক্সিজেন, হাইড্রোজেন, নাইট্রোজেন, কার্বন মনোক্সাইড, মিথেন এবং নাইট্রিক অক্সাইড।
১৮৭৭ সালে, ফ্রান্সের লুই পল ক্যালিটেট এবং সুইজারল্যান্ডের রাউল পিকটেট প্রথম তরল বায়ু উৎপাদন করতে সফল হয়েছিলেন।
১৮৮৩ সালে, পোলিশ অধ্যাপক জিগমুন্ট রোবলেওস্কি এবং করোল ওলজেওস্কি প্রথম পরিমাপযোগ্য পরিমাণে তরল অক্সিজেন তৈরি করেছিলেন।

আরো দেখুন

 Oxygen storage
 Industrial gas
 Cryogenics
 Liquid hydrogen
 Liquid helium
 Liquid nitrogen
 List of Stoffs
 Natterer compressor
 Rocket fuel
 Solid oxygen
 Tetraoxygen

তথ্যসূত্র

অক্সিজেন
শিল্প গ্যাস
তরল পদার্থ
হিমজননবিজ্ঞান