মানবজাতির ইতিহাসের সবচেয়ে জঘন্য যুদ্ধের অবসানের পর দুই মাসেরও বেশি সময় পেরিয়ে গেছে। এবং তাই, 16 জুলাই, 1945-এ, মার্কিন সেনাবাহিনী দ্বারা প্রথম পারমাণবিক বোমা পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং এক মাস পরে, জাপানের শহরগুলির হাজার হাজার বাসিন্দা পারমাণবিক নরকে মারা যায়। তারপর থেকে, পারমাণবিক অস্ত্র, সেইসাথে তাদের লক্ষ্যে পৌঁছে দেওয়ার উপায়গুলি অর্ধ শতাব্দীরও বেশি সময় ধরে ক্রমাগত উন্নত হয়েছে৷
সামরিক বাহিনী তাদের হাতে অতি-শক্তিশালী গোলাবারুদ উভয়ই রাখতে চেয়েছিল, পুরো শহর এবং দেশগুলিকে এক ধাক্কায় মানচিত্রের বাইরে সরিয়ে দেয় এবং একটি ব্রিফকেসে ফিট করা অতি-ছোট। এ ধরনের যন্ত্র নাশকতা যুদ্ধকে নজিরবিহীন পর্যায়ে নিয়ে যাবে। প্রথম এবং দ্বিতীয় উভয়ের সাথেই ছিল অপ্রতিরোধ্য অসুবিধা। এর কারণ তথাকথিত সমালোচনামূলক ভর। যাইহোক, প্রথম জিনিস আগে।
এমন একটি বিস্ফোরক কোর
পারমাণবিক যন্ত্রগুলি কীভাবে কাজ করে তা বোঝার জন্য এবং ক্রিটিক্যাল ভর কাকে বলে বোঝার জন্য, আসুন কিছুক্ষণের জন্য ডেস্কে ফিরে যাই। স্কুলের পদার্থবিদ্যা কোর্স থেকে, আমরা একটি সহজ নিয়ম মনে রাখি: একই নামের চার্জ একে অপরকে বিকর্ষণ করে। একই জায়গায়, উচ্চ বিদ্যালয়ে, শিক্ষার্থীদের নিউট্রন, নিরপেক্ষ কণা এবং সমন্বিত পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের গঠন সম্পর্কে বলা হয়ইতিবাচক চার্জযুক্ত প্রোটন। কিন্তু কিভাবে এই সম্ভব? ধনাত্মক চার্জযুক্ত কণাগুলি একে অপরের এত কাছাকাছি, বিকর্ষণকারী শক্তিগুলি অবশ্যই প্রচুর হতে হবে৷
বিজ্ঞান অন্তঃপরমাণু শক্তির প্রকৃতি সম্পর্কে পুরোপুরি সচেতন নয় যা প্রোটনকে একত্রে ধরে রাখে, যদিও এই শক্তিগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি বেশ ভালভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। বাহিনী শুধুমাত্র খুব কাছাকাছি পরিসরে কাজ করে। কিন্তু মহাকাশে প্রোটনগুলিকে আলাদা করা অন্তত কিছুটা মূল্যবান, কারণ বিকর্ষণকারী শক্তিগুলি প্রবল হতে শুরু করে এবং নিউক্লিয়াস টুকরো টুকরো হয়ে যায়। এবং এই ধরনের সম্প্রসারণের শক্তি সত্যিই বিশাল। এটা জানা যায় যে একজন প্রাপ্তবয়স্ক পুরুষের শক্তি সীসা পরমাণুর একটি মাত্র নিউক্লিয়াসের প্রোটন ধরে রাখার জন্য যথেষ্ট হবে না।
রাদারফোর্ড কিসের ভয় পেয়েছিলেন
পর্যায় সারণির বেশিরভাগ উপাদানের কোর স্থিতিশীল। যাইহোক, পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে এই স্থিতিশীলতা হ্রাস পায়। এটা কোর আকার সম্পর্কে. একটি ইউরেনিয়াম পরমাণুর নিউক্লিয়াস কল্পনা করুন, যা 238টি নিউক্লাইড নিয়ে গঠিত, যার মধ্যে 92টি প্রোটন। হ্যাঁ, প্রোটনগুলি একে অপরের সাথে ঘনিষ্ঠ যোগাযোগে রয়েছে, এবং ইন্ট্রানিউক্লিয়ার ফোর্স নিরাপদে সমগ্র কাঠামোকে সিমেন্ট করে। কিন্তু নিউক্লিয়াসের বিপরীত প্রান্তে অবস্থিত প্রোটনের বিকর্ষণীয় শক্তি লক্ষণীয় হয়ে ওঠে।
রাদারফোর্ড কী করছিল? তিনি নিউট্রন দিয়ে পরমাণুকে বোমা মেরেছিলেন (একটি ইলেকট্রন একটি পরমাণুর ইলেকট্রন শেলের মধ্য দিয়ে যাবে না, এবং একটি ইতিবাচক চার্জযুক্ত প্রোটন বিকর্ষণীয় শক্তির কারণে নিউক্লিয়াসের কাছে যেতে পারবে না)। একটি নিউট্রন একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রবেশ করে তার বিদারণ ঘটায়। দুটি পৃথক অর্ধেক এবং দুটি বা তিনটি মুক্ত নিউট্রন উড়ে গেল।
এই ক্ষয়, উড়ন্ত কণার প্রচন্ড গতির কারণে, বিপুল শক্তির মুক্তির সাথে সাথে ছিল। এমন একটি গুজব ছিল যে রাদারফোর্ড এমনকি তার আবিষ্কারটি লুকিয়ে রাখতে চেয়েছিলেন, মানবতার জন্য এর সম্ভাব্য পরিণতির ভয়ে, কিন্তু এটি সম্ভবত একটি রূপকথার গল্প ছাড়া আর কিছুই নয়৷
তাহলে এর সাথে ভরের কী সম্পর্ক এবং কেন এটি সমালোচনামূলক
তাহলে কি? একটি শক্তিশালী বিস্ফোরণ তৈরি করতে প্রোটনের একটি স্রোতের সাথে একজন কীভাবে যথেষ্ট তেজস্ক্রিয় ধাতুকে বিকিরণ করতে পারে? এবং সমালোচনামূলক ভর কি? এটি সেই কয়েকটি মুক্ত ইলেক্ট্রন সম্পর্কে যা "বোমা ফেলা" পারমাণবিক নিউক্লিয়াস থেকে উড়ে যায়, তারা, অন্য নিউক্লিয়াসের সাথে সংঘর্ষে তাদের বিদারণ ঘটাবে। একটি তথাকথিত পারমাণবিক চেইন প্রতিক্রিয়া শুরু হবে। তবে, এটি চালু করা অত্যন্ত কঠিন হবে।
স্কেল চেক করুন। আমরা যদি আমাদের টেবিলে একটি আপেলকে একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াস হিসাবে নিই, তবে একটি প্রতিবেশী পরমাণুর নিউক্লিয়াস কল্পনা করার জন্য, একই আপেলটিকে বহন করে টেবিলে রাখতে হবে এমনকি পাশের ঘরেও নয়, তবে.. পাশের বাড়িতে। নিউট্রন হবে একটি চেরি বীজের আকার।
নিঃসৃত নিউট্রন যাতে ইউরেনিয়াম ইনগটের বাইরে অকারণে উড়ে না যায় এবং তাদের মধ্যে 50% এরও বেশি পারমাণবিক নিউক্লিয়াস আকারে একটি লক্ষ্য খুঁজে পায়, এই ইনগটের অবশ্যই উপযুক্ত আকার থাকতে হবে। এটিকে ইউরেনিয়ামের সমালোচনামূলক ভর বলা হয় - যে ভরে নির্গত নিউট্রনের অর্ধেকেরও বেশি অন্যান্য নিউক্লিয়ার সাথে সংঘর্ষ হয়।
আসলে, এটা এক মুহূর্তের মধ্যে ঘটে। বিভক্ত নিউক্লিয়াসের সংখ্যা একটি তুষারপাতের মতো বৃদ্ধি পায়, তাদের টুকরোগুলি তুলনীয় গতির সাথে সমস্ত দিকে ছুটে যায়আলোর গতি, খোলা বাতাস, জল, অন্য কোনো মাধ্যম। পরিবেশগত অণুর সাথে তাদের সংঘর্ষ থেকে, বিস্ফোরণের ক্ষেত্রটি তাত্ক্ষণিকভাবে লক্ষ লক্ষ ডিগ্রি পর্যন্ত উত্তপ্ত হয়, তাপ বিকিরণ করে যা বেশ কয়েক কিলোমিটার এলাকায় সমস্ত কিছুকে পুড়িয়ে দেয়।
হঠাৎ উত্তপ্ত বায়ু তাৎক্ষণিকভাবে আকারে প্রসারিত হয়, একটি শক্তিশালী শক ওয়েভ তৈরি করে যা ভবনগুলিকে ভিত্তি থেকে উড়িয়ে দেয়, উল্টে যায় এবং তার পথে থাকা সবকিছু ধ্বংস করে দেয়… এটি একটি পারমাণবিক বিস্ফোরণের ছবি।
অভ্যাসে কেমন লাগে
পারমাণবিক বোমার ডিভাইসটি আশ্চর্যজনকভাবে সহজ। ইউরেনিয়াম (বা অন্যান্য তেজস্ক্রিয় ধাতু) এর দুটি ইঙ্গট রয়েছে, যার প্রতিটিরই সমালোচনামূলক ভরের চেয়ে সামান্য কম। ইনগটগুলির একটি একটি শঙ্কু আকারে তৈরি করা হয়, অন্যটি একটি শঙ্কু আকৃতির গর্ত সহ একটি বল। আপনি অনুমান করতে পারেন, যখন দুটি অর্ধেক একত্রিত হয়, তখন একটি বল প্রাপ্ত হয়, যেখানে সমালোচনামূলক ভর পৌঁছে যায়। এটি একটি সাধারণ সাধারণ পারমাণবিক বোমা। দুটি অর্ধেক স্বাভাবিক TNT চার্জ ব্যবহার করে সংযুক্ত করা হয় (কোনটি বলের মধ্যে গুলি করা হয়)।
কিন্তু মনে করবেন না যে কেউ "হাঁটুতে" এই জাতীয় ডিভাইস একত্রিত করতে পারে। কৌশলটি হল যে ইউরেনিয়াম, একটি বোমা বিস্ফোরিত করার জন্য, খুব বিশুদ্ধ হতে হবে, অমেধ্যের উপস্থিতি কার্যত শূন্য।
সিগারেটের প্যাকেটের আকারের কোনো পারমাণবিক বোমা নেই কেন
সব একই কারণে। ইউরেনিয়াম 235 এর সবচেয়ে সাধারণ আইসোটোপের সমালোচনামূলক ভর প্রায় 45 কেজি। এই পরিমাণ পারমাণবিক জ্বালানির একটি বিস্ফোরণ ইতিমধ্যে একটি বিপর্যয়। আর কম দিয়ে বিস্ফোরক যন্ত্র তৈরি করাপদার্থের পরিমাণ অসম্ভব - এটি কাজ করবে না৷
একই কারণে, ইউরেনিয়াম বা অন্যান্য তেজস্ক্রিয় ধাতু থেকে অতি-শক্তিশালী পারমাণবিক চার্জ তৈরি করা সম্ভব হয়নি। বোমাটি খুব শক্তিশালী হওয়ার জন্য, এটি এক ডজন ইনগট থেকে তৈরি করা হয়েছিল, যা বিস্ফোরণ চার্জ করার সময়, কেন্দ্রে ছুটে যায়, কমলার টুকরোগুলির মতো সংযোগ করে।
কিন্তু আসলে কি হয়েছিল? যদি, কোনো কারণে, দুটি উপাদান অন্যদের তুলনায় এক সেকেন্ডের এক হাজার ভাগ আগে মিলিত হয়, তবে গুরুত্বপূর্ণ ভর বাকিদের "সময়ে পৌঁছানোর" চেয়ে দ্রুত পৌঁছেছিল, ডিজাইনাররা যে শক্তি আশা করেছিলেন তাতে বিস্ফোরণ ঘটেনি। অতি-শক্তিশালী পারমাণবিক অস্ত্রের সমস্যাটি শুধুমাত্র থার্মোনিউক্লিয়ার অস্ত্রের আবির্ভাবের মাধ্যমে সমাধান করা হয়েছিল। কিন্তু এটা একটু ভিন্ন গল্প।
একটি শান্তিপূর্ণ পরমাণু কীভাবে কাজ করে
একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র মূলত একই পারমাণবিক বোমা। শুধুমাত্র এই "বোমা"টিতে একে অপরের থেকে কিছু দূরত্বে অবস্থিত ইউরেনিয়াম দিয়ে তৈরি জ্বালানী উপাদান (জ্বালানী উপাদান) রয়েছে, যা তাদের নিউট্রন "স্ট্রাইক" বিনিময় করতে বাধা দেয় না।
জ্বালানী উপাদানগুলি রডের আকারে তৈরি করা হয়, যার মধ্যে একটি উপাদান দিয়ে তৈরি নিয়ন্ত্রণ রড থাকে যা নিউট্রনগুলিকে ভালভাবে শোষণ করে। অপারেশন নীতি সহজ:
- নিয়ন্ত্রক (শোষণকারী) রডগুলি ইউরেনিয়াম রডগুলির মধ্যে স্থানটিতে ঢোকানো হয় - প্রতিক্রিয়াটি ধীর হয়ে যায় বা পুরোপুরি বন্ধ হয়ে যায়;
- নিয়ন্ত্রণ রডগুলি জোন থেকে সরানো হয় - তেজস্ক্রিয় উপাদানগুলি সক্রিয়ভাবে নিউট্রন বিনিময় করে, পারমাণবিক বিক্রিয়া আরও নিবিড়ভাবে এগিয়ে যায়৷
আসলে, এটি একই পারমাণবিক বোমায় পরিণত হয়েছে,যেখানে ক্রিটিক্যাল ভর এত মসৃণভাবে পৌঁছে যায় এবং এত স্পষ্টভাবে নিয়ন্ত্রিত হয় যে এটি একটি বিস্ফোরণের দিকে পরিচালিত করে না, তবে শুধুমাত্র কুল্যান্টকে গরম করে।
যদিও, দুর্ভাগ্যবশত, অনুশীলন দেখায়, মানব প্রতিভা সবসময় এই বিশাল এবং ধ্বংসাত্মক শক্তি - পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ক্ষয়ের শক্তিকে নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম হয় না।
