খ্রিষ্টের জন্মের ৪০০ বছর আগে থেকেই এটম সম্পর্কে মানুষের ধারণা ছিলো। গ্রীক দার্শনিক ডেমোক্রিটাস (Democritus) বলেছিলেন,-যদি কোনো বস্তুকে ক্রমাগত বিভক্ত করা হয়, তাহলে বস্তুটি ক্রমান্বয়ে এমন এক পর্যায়ে গিয়ে পৌঁছবে যখন তাকে আর খন্ডিত করা যাবে না।
বস্তুর এই ক্ষুদ্রতম অংশকেই গ্রীক দার্শনিকরা নাম দিয়েছিলেন পরমাণু(Atom), এটি এসেছে গ্রীক শব্দ থেকে যার অর্থ - "যাকে আর ভাঙ্গা যায় না।"
ডেমোক্রিটাসের মতে বিশ্বের যাবতীয় বস্তুই পরমাণু দ্বারা গঠিত আর বাকি অংশ শূন্য।
প্রাকৃতিক বস্তু সম্পর্কে প্রাচীন গ্রীক দার্শনিকের এই মতবাদ মানুষ প্রায় ভুলেই গিয়েছিলো। এর ২,০০০ বছর পরে ১৮০৩ সালে লন্ডনের রসায়ন শাস্ত্রবিদ জন ডাল্টন(John Dulton) প্রথম নতুন করে আবার দিলেন এটম সম্পর্কে মতবাদ। তিনিও বিশ্বাস করতেন - বিশ্বের যাবতীয় বস্তুই এটম দ্বারা গঠিত, যার কোনো ধ্বংস নেই। সে পরিবর্তিত হয় অথবা নতুন করে সৃষ্টি করে। তিনি আরো বিশ্বাস করতেন বিভিন্ন এটম দ্বারাই কোনো বস্তুর অণু গঠিত হয়।
এরপর ১৮৯০ সালে লন্ডনের পদার্থ বিজ্ঞানী স্যার জোসেফ জন থমসন (Sir Joseph John Thomson) এক পরীক্ষার দ্বারা দেখালেন যে, যদি আলোর মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ তরঙ্গ প্রবাহিত করা যায় তবে তা কোনো বস্তুকে নেগেটিভ চার্জ করে।
কতিপয় বিজ্ঞানী পরমাণুর এই বস্তুটির নাম দিলো ইলেকট্রন। থমসন বললেন, নেগেটিভ চার্জযুক্ত ইলেকট্রন এটমের অভ্যন্তরে পজিটিভ চার্জযুক্ত অন্য কোনো বস্তুকে ঘিরে আছে।
১৯১১ সালে পদার্থ বিজ্ঞানী আর্নেস্ট রাদারফোর্ড (Ernest Ratherford) এটম সম্পর্কে দিলেন তার নিজস্ব মতবাদ। এটমের অভ্যন্তরে কতগুলো বস্তু কুন্ডলীকৃত হয়ে আছে। তিনি এর নাম দিলেন নিউক্লিয়াস। এই ক্ষুদ্র নিউক্লিয়াসই এটমের কেন্দ্রস্থল। এর চারপাশ ঘিরে আছে ইলেকট্রন।
১৯১৩ সালে বিজ্ঞানী নীলস্ বোর (Neils Bohr) এটমের নিউক্লিয়াসের সঠিক কাঠামো নির্দেশ করেন। তিনি ব্যাখ্যা করে দেখান কেমন করে এটম আলোর প্রকৃতিতে শক্তির সৃষ্টি করে।
১৯৩৯ সালে অনেক বিজ্ঞানী ইউরেনিয়ামের এটমকে ভাংতে সক্ষম হন। তারা দেখলেন যে, ইউরেনিয়ামের এটম ভাংলে প্রচন্ড শক্তির সৃষ্টি করে। এই শক্তিকে সামরিক কাজে ব্যবহার করা যায় কিনা বিজ্ঞানীরা তারও সম্ভাব্যতা পরীক্ষা করে দেখতে লাগলেন। ১৯৩৯ সালে বিজ্ঞানী আইনস্টাইনের পক্ষ থেকে এধরনের একটি প্রস্তাব লাভ করলেন মার্কিন পেসিডেন্ট ফ্রাংকলিন ডি রুজভেল্ট।
অবশেষে ১৯৪০ সালে আণবিক শক্তিকে সামরিক কাজে ব্যবহার করার জন্য যুক্তরাষ্ট্র সরকার বাজেট বরাদ্দ করলেন।
গবেষণার ফল ভালোই হলো। ১৯৪২ সালে যুক্তরাষ্ট্র সরকার পারমাণবিক বোমা তৈরীর সরকারী অনুমোদন দান করলেন।
এ বছরেরই ২ ডিসেম্বর তারিখে বিজ্ঞানী ফার্মী (Fermi) এবং তার সহকর্মীরা ইউরেনিয়াম থেকে প্লুটোনিয়াম গঠনে সক্ষম হন এবং ইউরেনিয়াম-২৩৮ থেকে ইউরেনিয়াম-২৩৫ কে আলাদা করতে সক্ষম হলেন।
এরপরই ১৯৪৫ সালের ১৬ জুলাই তারিখে লস আলামাস থেকে ১২০ মাইল দূরে আলামাগোরেজ (Alamagorage) প্রথম পরীক্ষামূলক পারমাণবিক বোমার বিস্ফোরণ ঘটানো হয়। যার ধ্বংস ক্ষমতা ছিলো -১৯,০০০ শর্ট টন (১৭,০০০ মেট্রিক টন) টিএনটি।
এরপর বিশ্বের প্রথম আণবিক বোমার বাস্তব প্রয়োগ হয় ১৯৪৫ সালের ৬ আগস্ট তারিখে জাপানের হিরোসিমা শহরে বোমা নিক্ষেপের মধ্য দিয়ে।
হিরোসিমাতে যে পারমাণবিক বোমাটি নিক্ষেপ করা হয়েছিলো তার ধ্বংস ক্ষমতা ছিলো ১৩,০০০ শর্ট টন (১১,৮০০ মেট্রিক টন) টিএনটি। বোমাটির নিজের ওজন ছিলো ৯,০০০ পাউন্ড (৪,১০০ কেজি)। এতে প্রাণহানি ঘটেছিলো ৯২ হাজার লোকের।
এর একটি সৌখিন নামও ছিলো 'ক্ষুদে বালক' (Little Boy).
এরই মাত্র তিনদিন পরে নিক্ষেপ করা হয়েছিলো দ্বিতীয় বোমাটি।
১৯৪৫ সালের ৯ আগস্ট তারিখে জাপানের নাগাসাকি শহরে ফেলা হয়েছিলো দ্বিতীয় বোমাটি।
এতে লোক নিহত হয়েছিলো ৪০,০০০ জন। বোমাটির ওজন ছিলো ১০,০০০ পাউন্ড (৪,৫০০ কেজি)। দ্বিতীয় বোমাটির ছদ্দনাম ছিলো 'মোটা মানুষ' (Fatman).
এরপর পারমাণবিক বোমার বাস্তব প্রয়োগ আর হয়নি। কিন্তু বোমা তৈরীর কাজ অব্যাহত আছে। তৈরী হয়েছে আরো উন্নত মানের পারমাণবিক বোমা হাইড্রোজেন বোমা এবং সর্বাধুনিক নিউট্রন বোমা। যার ধ্বংস ক্ষমতা আরো অনেক বেশি। এবং প্রায় অবিশ্বাস্য।
যুক্তরাষ্ট্র এবং রাশিয়া সহ বিশ্বের বহুদেশ আজ পারমাণবিক শক্তির অধিকারী।
#পারমাণবিক বোমা আসলে কি?
পারমাণবিক বোমা তৈরির জন্য যে পদার্থটি ব্যবহৃত হয় তার নাম ইউরেনিয়াম (Uranium). বিজ্ঞানীরা সংক্ষেপে পদার্থটির নাম বোঝানোর জন্য শুধু এর প্রথম অক্ষরটি (U) ব্যবহার করেন।
ইউরেনিয়াম অত্যন্ত ভারী তেজস্ক্রিয় পদার্থ। ভূ-পৃষ্ঠের উপরিভাগে এ পদার্থের পরিমাণ শতকরা ০.০০৪% ভাগ। ভূ-ত্বকের ৬.৪০ কিলোমিটার গভীর পর্যন্ত এর মজুদের পরিমাণ প্রায় ১৩,০০,০০,০০,০০,০০,০০০ টন।
আফ্রিকার বলিভিয়ান কঙ্গোতে এবং কানাডার গ্রেট বিয়ার হৃদ এলাকায় এর আকরিক পাওয়া গেছে। এছাড়াও অ্যারিজোনা, ক্যালিফোর্নিয়া, কলোরাডোতেও অল্পবিস্তর ইউরেনিয়ামের আকরিকের সন্ধান পাওয়া গেছে।
আকরিক থেকে শোধন করে ইউরেনিয়াম আইসোটোপ পাওয়া যায়। যেমন-ইউরেনিয়াম-২৩৮, যার পারমাণবিক ওজন ২৩৮ অর্থাৎ এর নিউক্লিয়াসে আছে ৯২টি প্রোটন এবং ১৪৬টি নিউট্রন। প্রকৃতিতে এধরনের আইসোটোপই বেশিমাত্রায় পাওয়া যায়। এক হিসাবে দেখা গেছে শতকরা ৯৯.৩% ভাগই এ জাতীয় ইউরেনিয়াম।
দ্বিতীয় আইসোটোপটির নাম ইউরেনিয়াম-২৩৫ অর্থাৎ এর নিউক্লিয়াসে আছে ৯২টি প্রোটন এবং ১৪৩টি নিউট্রন। প্রকৃতিতে এদের পরিমাণ শতকরা মাত্র ০.৭% ভাগ।
তৃতীয় প্রকারের আইসোটোপের পরিমাণ একেবারেই নগণ্য, যা প্রায় হিসেবের মধ্যেই ধরা হয় না।
পারমাণবিক বোমা তৈরির জন্য ব্যবহৃত হয় ইউরেনিয়াম-২৩৫। ইউরেনিয়াম-২৩৮ কে নিউট্রন কণা দ্বারা আঘাত করলে নিউট্রন এর নিউক্লিয়াসে ঢুকে পড়ে এবং সামান্য সময়ের জন্য এর পারমাণবিক ওজন দাঁড়ায়-২৩৯। ইউরেনিয়াম পরমাণুটি সাথে সাথে দুটো নিউক্লিয়ার ইলেকট্রন অর্থাৎ দুটি বীটা রশ্মি ত্যাগ করে প্লুটোনিয়াম পরমাণুতে পরিণত হয়।
প্লুটোনিয়ামের পারমাণবিক ওজন হয়-২৩৯। কিন্তু ইউরেনিয়াম-২৩৫ এর বেলায় প্লুটোনিয়াম হয় না। বিজ্ঞানী অটোহ্যান ইউরেনিয়াম-২৩৫ এর উপর শক্তিশালী নিউট্রন নিক্ষিপ্ত করে ভিন্ন ব্যাপার অবলোকন করেন।
আসলে বিজ্ঞানী অটোহ্যানের এই পরীক্ষার ফলাফলই হলো পারমাণবিক বোমা তৈরির মূল তত্ত্ব।
ইউরেনিয়াম-২৩৫ এর উপর নিউট্রন আঘাত করলে ইউরেনিয়াম পরমাণুটি দুটো পৃথক অংশে বিভক্ত হয়ে পড়ে। তার মানে ইউরেনিয়াম ধ্বংস হয়ে নতুন মৌলিক পদার্থের সৃষ্টি করে।
এই নতুন পদার্থের একটির নাম বেরিয়াম পরমাণু এবং অপরটি ক্রিপটন পরমাণু। বেরিয়াম এবং ক্রিপটন পরমাণু সৃষ্টি হবার সাথে সাথে তিনটি নতুন নিউট্রন কণা এবং বিপুল পরিমাণ শক্তির সৃষ্টি করে।
সৃষ্ট এই তিনটি নিউট্রন পরমাণু অন্য তিনটি অক্ষত ইউরেনিয়াম পরমাণুকে আঘাত করে এবং একই পরিস্থিতির পুনরাবৃত্তি ঘটে। ইউরেনিয়াম পরমাণুর খন্ডিত হওয়ার এই প্রক্রিয়াকে বলা হয় বিভাজন বিক্রিয়া বা ফিউশন বিক্রিয়া।
পরমাণু বিভাজন হওয়ায় যে নতুন নিউট্রন কণার জন্ম দেয় তা আবার অন্য পরমাণুকে আঘাত করে। এভাবেই বিক্রিয়াটি চলতে থাকে ধারাবাহিক ভাবে। যাকে বলা হয় Chain Reaction.
কিন্তু শক্তির সৃষ্টি হয় কেমন করে ওটাই হলো আসল কথা। যেহেতু ইউরেনিয়াম একটি তেজস্ক্রিয় পদার্থ সেজন্য সে স্বতঃস্ফুর্তভাবে রশ্মি বিকিরণ করে এবং স্থায়িত্ব আনার চেষ্টা করে।
কিন্তু এর স্থায়িত্ব কম বলে এর নিউক্লিয়াস অন্য পরমাণুর নিউক্লিয়াসের তুলনায় সহজে ভেঙ্গে যায়।
বিভাজন প্রক্রিয়াটি ঘটে যাওয়ার পর ইউরেনিয়াম পরমাণুর অস্তিত্ব লোপ পেয়ে যায় এবং সাথে সাথে কিছু পদার্থের ক্ষয় হয়। তার মানে দুটো নতুন পদার্থ বেরিয়াম এবং এবং ক্রিপটন তৈরি হয়। তাদের মোট ওজন ইউরেনিয়ামের মোট ওজনের চেয়ে কিছু কম হয়।
এই হারানো ওজন শক্তিতে পরিণত হয়। পদার্থ যে শক্তিতে রূপান্তরিত হয় তা বিজ্ঞানী আইনস্টাইনের আগে কেউ ভাবতে পারেননি।
বিজ্ঞানী আইনস্টাইনই সর্বপ্রথম ভরশক্তি বিষয়ে সূত্র দেন। পরবর্তী সময় বিজ্ঞানী করক্রফট এবং ওয়াগটন তেজস্ক্রিয় পদার্থের বিভাজনের উপর পরীক্ষা করে আইনস্টাইনের ভরশক্তি (E=MC2) সূত্রের সত্যতা প্রমাণ করেন।
ইউরেনিয়াম-২৩৫ এর বিভাজন বিক্রিয়া ঘটার সময় সামান্য পরিমাণ ভরশক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
এখানে E মানে শক্তি (Energy), M মানে ভর (Mass) এবং C2 মানে আলোর গতির দ্বিগুণ (Speed of light multiplied by itself).
এটাতে দেখানো হয়েছে যে, একটি অতি ক্ষুদ্র ভরই একটি বড় শক্তিতে রূপান্তরিত হতে পারে। তাহলে এভাবে এক পাউন্ড (০.৫ কিলোগ্রাম) ইউরেনিয়াম-২৩৫ পদার্থ যদি এই প্রক্রিয়ায় একসাথে শক্তিতে রূপান্তরিত হয় তাহলে কত শক্তির সৃষ্টি হবে?
দেখা গেছে, এক পাউন্ড ইউরেনিয়াম-২৩৫ একসাথে বিভাজিত হলে যে শক্তির সৃষ্টি হবে তার পরিমাণ ১০ মিলিয়ন শর্ট টন (৯ মিলিয়ন মেট্রিক টন) টিএটি।
পারমাণবিক বিস্ফোরণের কারণে যে শক্তি বের হয় তা তাপ শক্তি, যান্ত্রিক শক্তি এবং বিদ্যুৎ শক্তিতে আত্নপ্রকাশ করে বিপুল ধ্বংস সাধন করে।
আগুন এবং প্রচন্ড উত্তাপ সৃষ্টি করে বোমা নিক্ষিপ্ত স্থানে ছড়িয়ে পড়ে।
ইউরেনিয়াম বিভাজনের জন্য অধিক বেগসম্পন্ন নিউট্রন কণার দরকার হয়। এখানে নিউট্রন হয় প্রক্ষেপক অর্থাৎ একে বুলেটের সাথে তুলনা করা হয়।
উৎস থেকে নিউট্রন বুলেটটি বের হওয়ার পর এর গতি বাড়ানোর জন্য যে যন্ত্রগুলো ব্যবহার করা হয় তাহলো - কসমোটোন, বেবাট্রোন, সাইক্লোট্রোন, সিনকোসাই ক্লোটেন ইত্যাদি।
এসব যন্ত্র নিউট্রন কণার গতিকে ত্বরান্বিত করে প্রচন্ড বেগে ইউরেনিয়াম পরমাণুর উপর নিক্ষেপ করতে সাহায্য করে।
গতিবর্ধক হিসেবে এ ধরনের একটি যন্ত্র ভেনডিগ্রাফ বৈদ্যুতিক জেনারেটর দ্বারা পারমাণবিক বোমার ভেতরে সংযুক্ত থাকে।
পারমাণবিক বোমার বিস্ফোরণ ঘটানোর জন্য নিউট্রন কণার তুলনা নেই। এ কণাটির কোনো চার্জ নেই। তাই কণাটি যখন পরমাণুর নিউক্লিয়াসের কাছে যায় তখন কোনো বিকর্ষণ বল অনুভূত হয় না। তাই এটা অতি সহজে এবং অল্প শক্তিতে পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রবেশ করতে পারে।
কিন্তু প্রোটন, ডিউটারণ এবং আলফা কণা এরা সবাই ধনাত্নক চার্জ বহন করে। তাই এগুলোকে বুলেট হিসেবে পরমাণুর উপর নিক্ষেপ করলে বিকর্ষণ ফল হবে। তাই এরা সহজে নিউক্লিয়াসে প্রবেশ করতে পারে না।
© Courtesy : PUJAN
