এই নিবন্ধটি ইউরেনিয়ামের মতো রাসায়নিক উপাদান কখন আবিষ্কৃত হয়েছিল এবং আমাদের সময়ে এই পদার্থটি কোন শিল্পে ব্যবহার করা হয়েছিল সে সম্পর্কে বলে।
ইউরেনিয়াম হল শক্তি ও সামরিক শিল্পের একটি রাসায়নিক উপাদান
সব সময়ে, লোকেরা শক্তির অত্যন্ত দক্ষ উত্স খুঁজে বের করার চেষ্টা করেছে, এবং আদর্শভাবে - একটি তথাকথিত চিরস্থায়ী গতি যন্ত্র তৈরি করার জন্য। দুর্ভাগ্যবশত, 19 শতকে এর অস্তিত্বের অসম্ভবতা তাত্ত্বিকভাবে প্রমাণিত হয়েছিল এবং প্রমাণিত হয়েছিল, কিন্তু বিজ্ঞানীরা এখনও এমন কিছু যন্ত্রের স্বপ্ন বাস্তবায়নের আশা হারাননি যা একটি বৃহৎ পরিমাণে "পরিষ্কার" শক্তি উৎপাদন করতে সক্ষম হবে। দীর্ঘ সময়।
আংশিকভাবে এটি ইউরেনিয়ামের মতো একটি পদার্থের আবিষ্কারের সাথে উপলব্ধি করা হয়েছিল। এই নামের একটি রাসায়নিক উপাদান পারমাণবিক চুল্লিগুলির বিকাশের ভিত্তি তৈরি করেছে, যা আমাদের সময়ে পুরো শহর, সাবমেরিন, মেরু জাহাজ ইত্যাদিতে শক্তি সরবরাহ করে। সত্য, তাদের শক্তিকে "পরিষ্কার" বলা যাবে না, তবে সাম্প্রতিক বছরগুলিতে অনেক কোম্পানি ব্যাপক বিক্রয়ের জন্য কমপ্যাক্ট ট্রিটিয়াম-ভিত্তিক "পারমাণবিক ব্যাটারি" তৈরি করছে - তাদের কোন চলমান অংশ নেই এবং স্বাস্থ্যের জন্য নিরাপদ।
তবে, এই নিবন্ধে আমরা একটি রাসায়নিক উপাদান আবিষ্কারের ইতিহাস বিশদভাবে বিশ্লেষণ করবইউরেনিয়াম এবং এর নিউক্লিয়াসের বিদারণের প্রতিক্রিয়া বলা হয়।
সংজ্ঞা
ইউরেনিয়াম হল একটি রাসায়নিক উপাদান যার পারমাণবিক সংখ্যা মেন্ডেলিভের পর্যায় সারণিতে 92 আছে। এর পারমাণবিক ভর হল 238.029৷ এটিকে U চিহ্ন দ্বারা মনোনীত করা হয়েছে৷ স্বাভাবিক অবস্থায়, এটি একটি ঘন, ভারী রূপালী ধাতু৷ যদি আমরা এর তেজস্ক্রিয়তা সম্পর্কে কথা বলি, তাহলে ইউরেনিয়াম নিজেই দুর্বল তেজস্ক্রিয়তা সহ একটি উপাদান। এটি সম্পূর্ণরূপে স্থিতিশীল আইসোটোপ ধারণ করে না। এবং বিদ্যমান আইসোটোপগুলির মধ্যে সবচেয়ে স্থিতিশীল হল ইউরেনিয়াম-338৷
আমরা এই উপাদানটি কী তা খুঁজে বের করেছি, এবং এখন এর আবিষ্কারের ইতিহাস দেখা যাক।
ইতিহাস
প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম অক্সাইডের মতো একটি পদার্থ প্রাচীনকাল থেকেই মানুষের কাছে পরিচিত ছিল এবং প্রাচীন কারিগররা এটিকে গ্লেজ তৈরি করতে ব্যবহার করতেন, যা জলযান এবং অন্যান্য পণ্যগুলির জল প্রতিরোধের জন্য বিভিন্ন সিরামিককে আচ্ছাদন করতে ব্যবহৃত হত। সজ্জা।
এই রাসায়নিক উপাদান আবিষ্কারের ইতিহাসে ১৭৮৯ সাল ছিল একটি গুরুত্বপূর্ণ তারিখ। তখনই রসায়নবিদ এবং জার্মান বংশোদ্ভূত মার্টিন ক্ল্যাপ্রথ প্রথম ধাতব ইউরেনিয়াম পেতে সক্ষম হন। এবং নতুন উপাদানটি আট বছর আগে আবিষ্কৃত গ্রহের সম্মানে এর নাম পেয়েছে৷
প্রায় 50 বছর ধরে, তখন প্রাপ্ত ইউরেনিয়াম একটি বিশুদ্ধ ধাতু হিসাবে বিবেচিত হয়েছিল, যাইহোক, 1840 সালে, ফ্রান্সের একজন রসায়নবিদ ইউজিন-মেলচিওর পেলিগট প্রমাণ করতে সক্ষম হন যে উপযুক্ত বাহ্যিক লক্ষণ থাকা সত্ত্বেও ক্ল্যাপ্রথের দ্বারা প্রাপ্ত উপাদান, মোটেও ধাতু ছিল না, কিন্তু ইউরেনিয়াম অক্সাইড ছিল। একটু পরে একই পেলিগো রিসিভ করলবাস্তব ইউরেনিয়াম একটি খুব ভারী ধূসর ধাতু। তখনই প্রথম ইউরেনিয়ামের মতো পদার্থের পারমাণবিক ওজন নির্ধারণ করা হয়েছিল। 1874 সালে রাসায়নিক উপাদানটি দিমিত্রি মেন্ডেলিভ তার বিখ্যাত পর্যায় সারণীতে স্থাপন করেছিলেন এবং মেন্ডেলিভ পদার্থের পারমাণবিক ওজন দ্বিগুণ করেছিলেন। এবং মাত্র 12 বছর পরে, এটি পরীক্ষামূলকভাবে প্রমাণিত হয়েছিল যে মহান রসায়নবিদ তার গণনায় ভুল করেননি।
তেজস্ক্রিয়তা
কিন্তু বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের মধ্যে এই উপাদানটির প্রতি সত্যই ব্যাপক আগ্রহ শুরু হয়েছিল 1896 সালে, যখন বেকারেল আবিষ্কার করেছিলেন যে ইউরেনিয়াম রশ্মি নির্গত করে যা গবেষকের নামে নামকরণ করা হয়েছিল - বেকারেল রশ্মি। পরে, এই ক্ষেত্রের অন্যতম বিখ্যাত বিজ্ঞানী, মেরি কুরি, এই ঘটনাটিকে তেজস্ক্রিয়তা বলে অভিহিত করেছিলেন৷
ইউরেনিয়াম অধ্যয়নের পরবর্তী গুরুত্বপূর্ণ তারিখটি 1899 হিসাবে বিবেচিত হয়: তখনই রাদারফোর্ড আবিষ্কার করেছিলেন যে ইউরেনিয়ামের বিকিরণ একজাতীয় এবং দুটি প্রকারে বিভক্ত - আলফা এবং বিটা রশ্মি। এবং এক বছর পরে, পল ভিলার (ভিলার্ড) আবিষ্কার করেন তৃতীয়, শেষ ধরনের তেজস্ক্রিয় বিকিরণ যা আজ আমাদের কাছে পরিচিত - তথাকথিত গামা রশ্মি।
সাত বছর পরে, 1906 সালে, রাদারফোর্ড, তার তেজস্ক্রিয়তার তত্ত্বের ভিত্তিতে, প্রথম পরীক্ষাগুলি পরিচালনা করেছিলেন, যার উদ্দেশ্য ছিল বিভিন্ন খনিজগুলির বয়স নির্ধারণ করা। এই গবেষণাগুলি রেডিওকার্বন বিশ্লেষণের তত্ত্ব এবং অনুশীলনের গঠনের জন্য অন্যান্য জিনিসগুলির মধ্যে ভিত্তি স্থাপন করেছিল৷
ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসের বিভাজন
কিন্তু, সম্ভবত, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার, যার জন্য ধন্যবাদশান্তিপূর্ণ এবং সামরিক উদ্দেশ্যে ইউরেনিয়ামের ব্যাপক খনন এবং সমৃদ্ধকরণ হল ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসের বিভাজনের প্রক্রিয়া। এটি 1938 সালে ঘটেছিল, আবিষ্কারটি জার্মান পদার্থবিদ অটো হ্যান এবং ফ্রিটজ স্ট্রাসম্যান দ্বারা বাহিত হয়েছিল। পরে, এই তত্ত্বটি আরও বেশ কয়েকজন জার্মান পদার্থবিদদের কাজে বৈজ্ঞানিক নিশ্চিতকরণ পেয়েছে।
তারা যে প্রক্রিয়াটি আবিষ্কার করেছিল তার সারমর্ম ছিল নিম্নরূপ: আপনি যদি নিউট্রন দিয়ে ইউরেনিয়াম-235 আইসোটোপের নিউক্লিয়াসকে বিকিরণ করেন, তাহলে একটি মুক্ত নিউট্রন ক্যাপচার করলে এটি বিভক্ত হতে শুরু করে। এবং, আমরা সবাই এখন জানি, এই প্রক্রিয়াটি প্রচুর পরিমাণে শক্তির মুক্তির সাথে থাকে। এটি মূলত বিকিরণের গতিশক্তি এবং নিউক্লিয়াসের টুকরোগুলির কারণে ঘটে। তাই এখন আমরা জানি কিভাবে ইউরেনিয়াম বিদারণ ঘটে।
এই পদ্ধতির আবিষ্কার এবং এর ফলাফল হল শান্তিপূর্ণ এবং সামরিক উভয় উদ্দেশ্যে ইউরেনিয়াম ব্যবহারের সূচনা৷
যদি আমরা সামরিক উদ্দেশ্যে এর ব্যবহার সম্পর্কে কথা বলি, তবে প্রথমবারের মতো তত্ত্বটি যে ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসের ক্রমাগত বিদারণ প্রতিক্রিয়ার মতো একটি প্রক্রিয়ার জন্য পরিস্থিতি তৈরি করা সম্ভব (যেহেতু বিস্ফোরণের জন্য বিশাল শক্তির প্রয়োজন হয়) একটি পারমাণবিক বোমা) সোভিয়েত পদার্থবিদ জেলডোভিচ এবং খারিটন দ্বারা প্রমাণিত হয়েছিল। কিন্তু এই ধরনের প্রতিক্রিয়া তৈরি করার জন্য, ইউরেনিয়ামকে অবশ্যই সমৃদ্ধ করতে হবে, কারণ স্বাভাবিক অবস্থায় এর প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্য নেই।
আমরা এই উপাদানটির ইতিহাসের সাথে পরিচিত হয়েছি, এখন আমরা এটি কোথায় ব্যবহার করা হয় তা বের করব।
ইউরেনিয়াম আইসোটোপের ব্যবহার ও প্রকার
ইউরেনিয়াম চেইন ফিশন প্রতিক্রিয়ার মতো একটি প্রক্রিয়া আবিষ্কারের পর, পদার্থবিদরা এই প্রশ্নের মুখোমুখি হয়েছিলেন যে এটি কোথায় ব্যবহার করবেন?
বর্তমানে, দুটি প্রধান ক্ষেত্র রয়েছে যেখানে ইউরেনিয়াম আইসোটোপ ব্যবহার করা হয়। এটি একটি শান্তিপূর্ণ (বা শক্তি) শিল্প এবং সামরিক। প্রথম এবং দ্বিতীয় উভয়ই ইউরেনিয়াম-235 আইসোটোপের পারমাণবিক বিভাজন বিক্রিয়া ব্যবহার করে, শুধুমাত্র আউটপুট শক্তি ভিন্ন। সহজ কথায়, একটি পারমাণবিক চুল্লিতে, পারমাণবিক বোমার বিস্ফোরণ চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির সাথে এই প্রক্রিয়াটি তৈরি এবং বজায় রাখার দরকার নেই।
সুতরাং, ইউরেনিয়াম ফিশন বিক্রিয়া ব্যবহার করা হয় এমন প্রধান শিল্পগুলি তালিকাভুক্ত করা হয়েছে৷
কিন্তু ইউরেনিয়াম-235 আইসোটোপ প্রাপ্ত করা একটি অত্যন্ত জটিল এবং ব্যয়বহুল প্রযুক্তিগত কাজ, এবং প্রতিটি রাজ্য সমৃদ্ধকরণ প্ল্যান্ট তৈরি করার সামর্থ্য রাখে না। উদাহরণস্বরূপ, বিশ টন ইউরেনিয়াম জ্বালানি পেতে, যাতে ইউরেনিয়াম 235 আইসোটোপের পরিমাণ হবে 3-5%, এটিকে 153 টনের বেশি প্রাকৃতিক, "কাঁচা" ইউরেনিয়াম সমৃদ্ধ করতে হবে৷
ইউরেনিয়াম-২৩৮ আইসোটোপ প্রধানত পারমাণবিক অস্ত্রের নকশায় তাদের শক্তি বাড়াতে ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও, যখন এটি একটি নিউট্রন ক্যাপচার করে, একটি বিটা ক্ষয় প্রক্রিয়া অনুসরণ করে, এই আইসোটোপটি অবশেষে প্লুটোনিয়াম-239-এ পরিণত হতে পারে - বেশিরভাগ আধুনিক পারমাণবিক চুল্লির জন্য একটি সাধারণ জ্বালানী৷
এই ধরনের চুল্লিগুলির সমস্ত ত্রুটি (উচ্চ খরচ, রক্ষণাবেক্ষণের জটিলতা, দুর্ঘটনার ঝুঁকি) সত্ত্বেও, তাদের অপারেশন খুব দ্রুত পরিশোধ করে এবং তারা ক্লাসিক্যাল তাপ বা জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রের তুলনায় তুলনামূলকভাবে বেশি শক্তি উৎপাদন করে।
এছাড়াও, ইউরেনিয়াম নিউক্লিয়াসের বিদারণের প্রতিক্রিয়ার ফলে গণবিধ্বংসী পারমাণবিক অস্ত্র তৈরি করা সম্ভব হয়েছে। এটি তার বিশাল শক্তি, আপেক্ষিক দ্বারা আলাদা করা হয়কম্প্যাক্টতা এবং সত্য যে এটি ভূমির বিশাল এলাকাকে মানুষের বসবাসের জন্য অনুপযুক্ত করতে সক্ষম। সত্য, আধুনিক পারমাণবিক অস্ত্র প্লুটোনিয়াম ব্যবহার করে, ইউরেনিয়াম নয়।
ক্ষয়প্রাপ্ত ইউরেনিয়াম
এছাড়াও এমন বিভিন্ন ধরণের ইউরেনিয়াম রয়েছে যা ক্ষয়প্রাপ্ত হয়েছে। এটির তেজস্ক্রিয়তা খুব কম, যার মানে এটি মানুষের জন্য বিপজ্জনক নয়। এটি আবার সামরিক ক্ষেত্রে ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, এটি অতিরিক্ত শক্তি দেওয়ার জন্য আমেরিকান আব্রামস ট্যাঙ্কের বর্মে যুক্ত করা হয়। এছাড়াও, প্রায় সমস্ত উচ্চ প্রযুক্তির সেনাবাহিনীতে আপনি ক্ষয়প্রাপ্ত ইউরেনিয়াম সহ বিভিন্ন শেল খুঁজে পেতে পারেন। তাদের উচ্চ ভর ছাড়াও, তাদের আরেকটি খুব আকর্ষণীয় সম্পত্তি রয়েছে - প্রক্ষিপ্ত ধ্বংসের পরে, এর টুকরো এবং ধাতব ধুলো স্বতঃস্ফূর্তভাবে জ্বলে ওঠে। এবং যাইহোক, দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় প্রথমবারের মতো এই জাতীয় প্রজেক্টাইল ব্যবহার করা হয়েছিল। আমরা দেখতে পাচ্ছি, ইউরেনিয়াম এমন একটি উপাদান যা মানুষের কার্যকলাপের বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।
উপসংহার
বিজ্ঞানীদের পূর্বাভাস অনুসারে, 2030 সালের দিকে, সমস্ত বড় ইউরেনিয়াম আমানত সম্পূর্ণরূপে নিঃশেষ হয়ে যাবে, এর পরে এর হার্ড-টু-নাগালের স্তরগুলির বিকাশ শুরু হবে এবং দাম বাড়বে। যাইহোক, ইউরেনিয়াম আকরিক নিজেই মানুষের জন্য একেবারেই ক্ষতিকারক নয় - কিছু খনি শ্রমিক প্রজন্ম ধরে এর নিষ্কাশনে কাজ করে চলেছে। এখন আমরা এই রাসায়নিক উপাদানটির আবিষ্কারের ইতিহাস এবং কীভাবে এর নিউক্লিয়াসের ফিশন বিক্রিয়া ব্যবহার করা হয় তা বের করেছি।
যাইহোক, একটি আকর্ষণীয় তথ্য জানা যায় - ইউরেনিয়াম যৌগগুলি দীর্ঘদিন ধরে চীনামাটির বাসন এবংগ্লাস (তথাকথিত ইউরেনিয়াম গ্লাস) 1950 সাল পর্যন্ত।
