ইউরেনিয়াম থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদিত হয় যেভাবে

দীর্ঘ এক দশকের নির্মাণ ও প্রস্তুতি পর্ব শেষে দেশের প্রথম পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র রূপপুর পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রের ইউনিট-১ বিদ্যুৎ উৎপাদনের চূড়ান্ত ধাপে প্রবেশ করতে যাচ্ছে। আজ মঙ্গলবার (২৮ এপ্রিল) আনুষ্ঠানিকভাবে শুরু হচ্ছে এই ইউনিটে পারমাণবিক জ্বালানি ইউরেনিয়াম লোডিং কার্যক্রম।

সংশ্লিষ্ট সূত্র জানায়, প্রথম ইউনিটে জ্বালানি লোডিং সম্পন্ন হতে সময় লাগবে অন্তত ৪৫ দিন। এরপর আরও প্রায় তিন মাসের প্রস্তুতি ও পরীক্ষার পর কেন্দ্রটি থেকে পরীক্ষামূলকভাবে বিদ্যুৎ উৎপাদন শুরু হবে বলে আশা করা হচ্ছে। সবকিছু পরিকল্পনামাফিক এগোলে আগামী জুলাইয়ের শেষ বা আগস্টের শুরুতে এই কেন্দ্রের বিদ্যুৎ জাতীয় গ্রিডে যুক্ত হতে পারে।

জ্বালানি লোডিং কার্যক্রমের উদ্বোধন করবেন বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিমন্ত্রী ফকির মাহবুব আনাম। এটিকে পারমাণবিক বিদ্যুৎ উৎপাদনের চূড়ান্ত প্রস্তুতির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধাপ হিসেবে বিবেচনা করা হচ্ছে।

পারমাণবিক বিদ্যুতের পথে বাংলাদেশ

এই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বাংলাদেশ বিশ্বের পারমাণবিক বিদ্যুৎ উৎপাদনকারী দেশগুলোর তালিকায় যুক্ত হওয়ার পথে এক ধাপ এগিয়ে যাচ্ছে। একই সঙ্গে দেশের জ্বালানি নিরাপত্তা শক্তিশালী করার ক্ষেত্রেও এটি একটি বড় অগ্রগতি হিসেবে দেখা হচ্ছে।

বিশেষজ্ঞরা বলছেন, পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র শুধু বড় পরিসরে বিদ্যুৎ উৎপাদনই করে না, বরং কার্বন নিঃসরণ কমিয়ে পরিবেশবান্ধব জ্বালানি ব্যবস্থার দিকেও দেশকে এগিয়ে নেয়।

ইউরেনিয়াম থেকে যেভাবে বিদ্যুৎ উৎপাদন হয়

পারমাণবিক বিদ্যুৎ উৎপাদনের মূল ভিত্তি হলো ইউরেনিয়াম, যা প্রাকৃতিকভাবে পাওয়া একটি খনিজ পদার্থ। খনি থেকে উত্তোলনের পর এটি একাধিক ধাপে প্রক্রিয়াজাত করে পারমাণবিক জ্বালানিতে রূপান্তর করা হয়। প্রথমে ইউরেনিয়াম আকরিক পরিশোধন করে তৈরি করা হয় ‘ইয়েলো কেক’, এরপর সেটিকে রূপান্তর ও সমৃদ্ধকরণের মাধ্যমে ব্যবহারযোগ্য জ্বালানিতে পরিণত করা হয়।

এই জ্বালানিকে ছোট ট্যাবলেট বা দানার মতো আকারে তৈরি করা হয়, যাকে প্যালেট বলা হয়। আকারে এগুলো পেন্সিলের রাবারের মতো ছোট হলেও শক্তি উৎপাদনের দিক থেকে অত্যন্ত কার্যকর। আন্তর্জাতিক পরমাণু শক্তি সংস্থার তথ্য অনুযায়ী, একটি প্যালেট থেকে প্রায় এক টন কয়লার সমান শক্তি উৎপাদন সম্ভব।

এই প্যালেটগুলো দীর্ঘ ধাতব নলের মধ্যে সাজানো হয়, যার দৈর্ঘ্য সাধারণত প্রায় ১২ ফুট। এই নলকে ফুয়েল ক্ল্যাডিং বলা হয়। এটি সাধারণত জিরকোনিয়াম ধাতু দিয়ে তৈরি, যাতে তাপ সহনশীলতা ও বিকিরণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি থাকে। নলের দুই প্রান্ত সিল করে তৈরি করা হয় ফুয়েল রড।

এরপর ১০০ থেকে ৩০০টি ফুয়েল রড একত্রে বর্গাকারে সাজিয়ে তৈরি করা হয় ফুয়েল অ্যাসেম্বলি। একটি রিঅ্যাক্টরে ঠিক কতটি রড বা অ্যাসেম্বলি ব্যবহার হবে, তা নির্ভর করে রিঅ্যাক্টরের ধরন (যেমন প্রেসারাইজড ওয়াটার রিঅ্যাক্টর বা ভিভিইআর) এবং নির্মাতা প্রতিষ্ঠানের নকশার ওপর। সাধারণভাবে একটি রিঅ্যাক্টর কোরে ১৫০ থেকে ২৫০টি ফুয়েল অ্যাসেম্বলি স্থাপন করা হয়।

ফুয়েল অ্যাসেম্বলিগুলো লম্বায় প্রায় ১২ ফুট হলেও প্রস্থে তুলনামূলক সরু হয়। রডগুলোকে সঠিক দূরত্বে স্থির রাখার জন্য স্পেসার গ্রিড নামের বিশেষ যন্ত্রাংশ ব্যবহার করা হয়, যাতে কুল্যান্ট (সাধারণত পানি) সহজে প্রবাহিত হতে পারে এবং তাপ সঠিকভাবে অপসারণ হয়।

পারমাণবিক জ্বালানির কেন্দ্রে থাকে ইউরেনিয়ামের একটি বিশেষ আইসোটোপ— ইউরেনিয়াম-২৩৫ (U-235)। প্রাকৃতিক ইউরেনিয়ামে এই আইসোটোপের পরিমাণ খুব কম (প্রায় ০.৭ শতাংশ), তাই বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য এটি সমৃদ্ধকরণ (Enrichment) প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ৩–৫ শতাংশ পর্যন্ত বাড়ানো হয়, যা অধিকাংশ বিদ্যুৎ উৎপাদনকারী রিঅ্যাক্টরের জন্য উপযোগী।

রিঅ্যাক্টরের ভেতরে নিউট্রনের আঘাতে ইউ-২৩৫ পরমাণু বিভাজিত (ফিশন) হয়। এই বিভাজনে বিপুল পরিমাণ তাপ শক্তি উৎপন্ন হয় এবং একই সঙ্গে আরও নিউট্রন বের হয়, যা আবার অন্য ইউ-২৩৫ পরমাণুকে বিভাজিত করে। এভাবে একটি স্বয়ংক্রিয় শৃঙ্খল বিক্রিয়া (Chain Reaction) চলতে থাকে।

এই তাপ শক্তি ব্যবহার করে পানি গরম করে উচ্চচাপের বাষ্প তৈরি করা হয়। সেই বাষ্প টারবাইন ঘোরায়, আর টারবাইনের সঙ্গে যুক্ত জেনারেটর বিদ্যুৎ উৎপাদন করে— যা মূলত তাপ শক্তি থেকে যান্ত্রিক শক্তি এবং পরে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরের একটি প্রক্রিয়া।

নিরাপত্তা ও জ্বালানির ব্যবহার চক্র

পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রের নিরাপত্তার জন্য রিঅ্যাক্টরের ভেতরে কন্ট্রোল রড ব্যবহার করা হয়, যা নিউট্রন শোষণ করে শৃঙ্খল বিক্রিয়ার গতি নিয়ন্ত্রণ করে। প্রয়োজনে এই রড পুরোপুরি ঢুকিয়ে বিক্রিয়া বন্ধও করা যায়।

একটি নির্দিষ্ট সময় ব্যবহারের পর জ্বালানিতে ইউ-২৩৫ এর পরিমাণ কমে আসে এবং বিক্রিয়ার দক্ষতা হ্রাস পায়। সাধারণত ১৮ থেকে ২৪ মাস পর রিঅ্যাক্টরের প্রায় এক-তৃতীয়াংশ জ্বালানি অপসারণ করে নতুন জ্বালানি প্রতিস্থাপন করা হয়। ব্যবহৃত জ্বালানিকে স্পেন্ট ফুয়েল বলা হয়, যা অত্যন্ত তেজস্ক্রিয় এবং তাপমাত্রা বেশি থাকে। তাই প্রথমে পানির নিচে বিশেষ পুলে শীতল করে রাখা হয় এবং পরে দীর্ঘমেয়াদি সংরক্ষণের জন্য নিরাপদ ব্যবস্থায় রাখা হয়।

নতুন জ্বালানি যুগের সূচনা

বিশ্ব জুড়ে ৩০টির বেশি দেশে পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্র চালু রয়েছে, যা বৈশ্বিক বিদ্যুৎ উৎপাদনের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ সরবরাহ করছে। জলবায়ু পরিবর্তন মোকাবিলায় কম কার্বন নিঃসরণকারী উৎস হিসেবে পারমাণবিক শক্তিকে গুরুত্বপূর্ণ বিকল্প হিসেবে বিবেচনা করা হচ্ছে।

আজ মঙ্গলবার থেকে পাবনার ঈশ্বরদীতে পদ্মা নদীর তীরে নির্মিত রূপপুর পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রে জ্বালানি লোডিং কার্যক্রম শুরু হচ্ছে। এই প্রকল্পের ইউনিট-১-এর ডিজাইন ও নির্মাণ লাইসেন্স পাওয়ার পর ২০১৭ সালের ৩০ নভেম্বর মূল নির্মাণ কাজ শুরু হয়।

কাজ শেষের পর চলতি মাসের ১৬ তারিখ বাংলাদেশ পরমাণু শক্তি নিয়ন্ত্রণ কর্তৃপক্ষ প্রথম ইউনিটের জন্য কমিশনিং লাইসেন্স প্রদান করে। এই জ্বালানি লোডিংয়ের মাধ্যমে বাংলাদেশ প্রথমবারের মতো পারমাণবিক বিদ্যুৎ উৎপাদনের যুগে প্রবেশ করতে যাচ্ছে, যা দেশের জ্বালানি নিরাপত্তা ও বিদ্যুৎ খাতে একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলক হিসেবে বিবেচিত হচ্ছে।