ইউরেনিয়াম কী? কিভাবে পারমানবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের জন্য ইউরেনিয়াম প্রস্তুত করা হয়। How uranium is prepared for nuclear power plants

পারমাণবিক বিদ্যুৎ শক্তির ইতিবাচক এবং নেতিবাচক দুইটি দিক-ই আছ। বর্তমানে আমাদের কাছে পারমাণবিক বিদ্যুৎ শক্তির খুব গুরুত্বপূর্ণ। পারমাণবিক শক্তি উৎপাদনের ক্ষেত্রে ব্যবহার করা হয় ইউরেনিয়াম 235 আইসোটোপ।কারন ইউরেনিয়াম 235 আইসোটোপ এর মধ্যে কয়লা গ্যাসের তুলনায় ৮ হাজার গুন বেশি কার্যকর শক্তির রয়েছে। ইউরেনিয়ামের আংগুল আকৃতির একটি প্যালেটসে ১৭ হাজার ঘনফুট গ্যাস অথবা ৮০৫ কেজি কয়লার সমপরিমাণ শক্তি মজুত রয়েছে। সে তুলনায় ইউরেনিয়াম প্রকৃতিতে অতটা দুষ্প্রাপ্য নয়। ইউরেনিয়াম রুপার তুলনায় ৪০ গুণ বেশি সহজলভ্য কিন্তু ইউরেনিয়াম দুষ্প্রাপ্য জটিল রাসায়নিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে রিফাইন করতে হয়। কিভাবে ইউরেনিয়ামকে পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের ব্যবহার উপযোগী করা হয় সেই বিষয়টি আমাদের আলোচনার মুল বিষয়।

কিভাবে পারমানবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের জন্য ইউরেনিয়াম প্রস্তুত করা হয়। How uranium is prepared for nuclear power plants: 

খনি থেকে ইউরেনিয়াম আহরণ করার পর প্রথমে সেটিকে আগুনে পোড়ানো হয়। এতে ইউরোনিয়াম এর মধ্যে অবস্থিত কার্বন অপসারিত হয় এরপর ইউরোনিয়াম এর মধ্যে যুক্ত করা হয় সালফিউরিক অ্যাসিড । 

ইউরেনিয়াম , সালফিউরিক অ্যাসিডে থাকা সালফার এবং অক্সিজেনের লিকুইড ই্উরেনিয়াম অক্সাইড এ পরিনত হয়। এরপর এই লিকুইড এর সাথে যুক্ত করা হয় অ্যামোনিয়া। অ্যামোনিয়া মিশানোর ফলে  তৈরি হয় ইয়োলো কেক। 

এই ইয়োলো কেকের তেজস্ক্রিয়তা অনেক কম। ইয়োলো কেক ইউরোনিয়ামকে আরো বিশুদ্ধ করার প্রয়োজন হয় বানিজ্যিক কাজে ইউরোনিয়ামকে ব্যবহার করার জন্য। ইয়ো্লো কেক ইউরেনিয়ামের মধ্যে ইউরেনিয়াম-২৩৫ আ্ইসোটোপের পরিমান ০.৭% এবং ইউরেনিয়াম-২৩৮ আ্ইসোটোপের পরিমান  ৯৯.৩% । কিন্তু পারমানবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের জ্বালানি হিসাবে ব্যবহার করা হয় ইউরেনিয়াম -২৩৮। আর এ জন্যে ইউরেনিয়াম-২৩৮ কে ইউরেনিয়াম -২৩৫ থেকে আলাদা করার প্রয়োজন । এই কাজটি করার জন্য ব্যবহার করা হয় সেন্ট্রিফিউজ পদ্ধতি । 

সেন্ট্রিফিউজ পদ্ধতি অত্যন্ত বিপদজনক সেন্ট্রিফিউজ পদ্ধতি থেকে তেজস্ক্রিয়তা ছড়িয়ে পড়ার সম্ভাবনা রয়েছে অনেক বেশি। এতে উচ্চমাত্রার তেজস্ক্রিয়তা ছড়িয়ে পড়তে পারে যা মৃত্যুর কারণ হতে পারে। ফলে খুব সাবধানতার সাথে সেন্ট্রিফিউজ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয় । এরপর ইয়োলো কেক এর সাথে সংযুক্ত করা হয় ফ্লোরিন । এর ফলে পাওয়া যায় ইউরেনিয়াম হেক্সাফ্লোরাইড গ্যাস।  ইউরেনিয়াম হেক্সাফ্লোরাইড গ্যাস এখন সেন্ট্রিফিউজ পদ্ধতি  জন্য প্রস্তুত । 

সেন্ট্রিফিউজ পদ্ধতি  হচ্ছে উচ্চমাত্রায় ঘূর্ণনশীল একটি প্রসেস যা ভারি বস্তু থেকে হালকা কোন বস্তুকে আলাদা করতে সাহায্য করে। যেমন রক্ত থেকে রক্ত রসএবং প্লাজমা কে পৃথক করতে ব্যবহার করা হয়। ইউরেনিয়াম হেক্সাফ্লোরাইড গ্যাসকে সেন্ট্রিফিউজ কন্টেইনারে রেখে উচ্চমাত্রায় ঘোরানো হয় এর ফলে ইউরেনিয়াম -২৩৮ অপেক্ষাকৃত কেন্দ্র থেকে দূরে সরে যায় এবং অপেক্ষাকৃত কম ভরের ইউরেনিয়াম -২৩৫ কেন্দ্রে অবস্থান করে। প্রকৃতপক্ষে ইউরেনিয়াম -২৩৫ এবং ইউরেনিয়াম -২৩৮ এর ভরের ব্যবধান মাত্র ১% । ইউরেনিয়াম -২৩৮ কে ইউরোনিয়াম -২৩৫ থেকে আলাদা করার জন্য বারবার সেই সেন্ট্রিফিউজ কন্টেইনার এর মধ্যে রেখে সেন্ট্রিফিউজ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। যখন ইউরেনিয়াম-২৩৫ ৫% হয় এবং ইউরেনিয়াম -২৩৮ এর পরিমাণ ৯৫% হয় তখন কিছু কিছু পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে ব্যবহার করার উপযোগী হয় । বেশিরভাগ পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে ব্যবহৃত ইউরোনিয়াম এক্ষেত্রে ইউরেনিয়াম ২৩৫ এর পরিমাণ ২০ শতাংশ এবং ইউরেনিয়াম ২৩৮ এর পরিমাণ ৮০ শতাংশ অনুপাতে আনতে হয় । ইউরেনিয়াম হেক্সাফ্লোরাইড গ্যাসকে বারবার সেন্ট্রিফিউজ পদ্ধতি ব্যবহার করার মাধ্যমে যখন কাঙ্ক্ষিত অনুপাতে আনা হয় তখন এর সাথে ক্যালসিয়াম মিশ্রণ করার মাধ্যমে কঠিন ইউরেনিয়ামের পরিণত করা হয়। ক্যালসিয়াম ফ্রোরিনের সাথে বিক্রিয়া করার মাধ্যমে ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইড লবণ তৈরি করে এবং অবশিষ্ট থাকে ইউরেনিয়াম অক্সাইড।  এভাবে ইউরোনিয়াম অক্সাইডকে চৌদ্দশ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে হাই ছোট ছোট সিরামিক পেলেটস পরিণত করা হয় । এই পেলেটস স্টিলের পাইপ এ সংস্থাপন করা হয় এবং এই পাইপগুলোকে বলা হয় ইউরেনিয়াম রড ।

 এ রকম কতগুলো ইউরেনিয়াম রড কে একত্রিত করে একটি  ইউরেনিয়াম বান্ডেল তৈরি করা হয়। এসব ইউরেনিয়াম বান্ডল বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য পারমানবিক বিদ্যুৎ উৎপাদন কেন্দ্রে ব্যবহার করা হয়।