পরিচ্ছন্ন জ্বালানির সন্ধানে ন্যাশনাল ইগনিশন ফ্যাক্টরি (এনআইএফ) অভূতপূর্ব গতিতে ফিউশন গবেষণা এগিয়ে নিয়ে যাচ্ছে।এই উচ্চাভিলাষী কর্মসূচির পিছনে রয়েছে একটি অল্প পরিচিত কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগত সাফল্যএই উদ্ভাবনের ফলে উৎপাদন সময় দুই বছর থেকে কমিয়ে মাত্র দুই মাস করা হয়েছে।বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি ত্বরান্বিত করা এবং ফিউশন এনার্জিতে এনআইএফ-এর অগ্রগতিতে সরাসরি অবদান রাখা.
বিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী লেজার সিস্টেম হিসাবে, এনআইএফ নিয়ন্ত্রণকৃত পারমাণবিক ফিউশন অর্জন করার লক্ষ্যে কাজ করছে। এটি একটি সম্ভাব্য পরিষ্কার, টেকসই শক্তির উৎস।এর জন্য একটি ক্ষুদ্র লক্ষ্যের উপর বিপুল পরিমাণ শক্তি ফোকাস করা প্রয়োজন যা ফিউশন বিক্রিয়া শুরু করতে পারেএই প্রক্রিয়ার মূল চাবিকাঠি হল পটাসিয়াম ডাইহাইড্রোজেন ফসফেট (কেডিপি) এবং এর ডিউটারাইজড প্রতিপক্ষ (ডিকেডিপি) থেকে তৈরি বড় একক-ক্রিস্টাল অপটিক্যাল উপাদান।
এগুলি সাধারণ কাঁচের উপাদান নয়। প্রিজম-এর মতো অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে, এগুলি অসাধারণ নির্ভুলতার সাথে আলো প্রেরণ করে, বিচ্ছিন্ন করে এবং পৃথক করে।এনআইএফ এর লেজার সিস্টেমের জন্য প্রায় ৪৮০টি উপাদান প্রয়োজন।, দুটি গুরুত্বপূর্ণ ফাংশন পরিবেশন করেঃ মেরুকরণ ঘূর্ণন এবং ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর।
কেডিপি স্ফটিকগুলি প্লাজমা ইলেক্ট্রোড পকেলস সেল (পিইপিসি) সক্ষম করে, একটি অপটিক্যাল সুইচ যা লেজার মরীচি সংক্রমণ বা প্রতিফলনকে নির্ভুলভাবে নিয়ন্ত্রণ করে।এমন একটি গেট কল্পনা করুন যা আলোর কাছে তাত্ক্ষণিকভাবে খোলে বা বন্ধ হয়, এটি PEPC এর কাজ।.
এই সিস্টেমটি কেডিপির ইলেক্ট্রো-অপটিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে কাজে লাগায়। একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করে স্ফটিকের বিচ্ছিন্নতা সূচক পরিবর্তন করে, পাসিং লেজার রশ্মির মেরুকরণ পরিবর্তন করে।এই ক্ষেত্রটি সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করে, প্রকৌশলীরা পোলারাইজেশনকে ৯০ ডিগ্রি ঘুরিয়ে দিতে পারে, যা পিইপিসির সুইচিং ক্ষমতা।
এনআইএফ-এর প্রধান এম্প্লিফায়ার সিস্টেমে, পিইপিসি নিয়ন্ত্রণ করে যে লেজার বিম কতবার এম্প্লিফিকেশন পথ অতিক্রম করে। পোলারাইজেশন ঘূর্ণন প্রতিটি বিমকে চারটি পাস করতে সক্ষম করে,পাওয়ার এম্প্লিফায়ারে যাওয়ার আগে প্রতিটি চক্রের সাথে শক্তি অর্জন করা.
প্রতিটি পিইপিসিতে একটি কেডিপি ক্রিস্টাল প্লেট রয়েছে যা ফিউজড সিলিকা গ্লাস প্যানেলের মধ্যে স্যান্ডউইচ করা আছে।এই 40x40 সেন্টিমিটার উপাদানগুলির জন্য ব্যতিক্রমী অপটিক্যাল গুণমান এবং অভিন্নতা প্রয়োজন যাতে রাশির বিকৃতি প্রতিরোধ করা যায়।.
স্ফটিকগুলি আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেঃ এনআইএফ-এর প্রাথমিক ইনফ্রারেড লেজার আলো (1053 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্য) কে আরও দক্ষ অতিবেগুনী আলোতে রূপান্তর করে।গবেষণায় দেখা গেছে যে ইউভি আলো ফিউশন টার্গেটের সাথে আরও কার্যকরভাবে যোগাযোগ করে.
যখন NIF-এর ১৯২টি লেজার রশ্মি লক্ষ্য কক্ষের দিকে এগিয়ে যায়, প্রতিটিতে প্রায় ২০ কিলোজুল ইনফ্রারেড শক্তি থাকে, তারা KDP এবং DKDP স্ফটিক ধারণকারী চূড়ান্ত অপটিক্স সমষ্টির মধ্য দিয়ে যায়। এখানে,অ-রৈখিক অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি তৃতীয় হারমোনিক প্রজন্ম নামে একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ইনফ্রারেড আলোকে ইউভিতে রূপান্তর করে.
এই রূপান্তরটি প্রায় ছোট কম্পিউটার মনিটরের আকারের স্ফটিক প্লেটগুলিতে ঘটে যা প্রতিটি বিম পাথের সাথে কৌশলগতভাবে স্থাপন করা হয়।ফলে ইউভি আলো আরও দক্ষতার সাথে ফিউশন লক্ষ্যমাত্রা গরম করে এবং সংকুচিত করে, যা জ্বলনকে সম্ভব করে তোলে।
দ্রুত ক্রিস্টাল বৃদ্ধির প্রযুক্তির উন্নয়ন এনআইএফ-এর অন্যতম উল্লেখযোগ্য ইঞ্জিনিয়ারিং সাফল্য।এই অগ্রগতি উৎপাদন সময়রেখা পরিবর্তন করে এবং প্রকল্পের সমাপ্তির জন্য গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে.
মূলত রাশিয়ায় উদ্ভাবিত এবং লরেন্স লিভারমোর-এ পরিমার্জিত, এই কৌশলটি ১৯৯৪ সালে একটি গবেষণা ও উন্নয়ন ১০০ পুরস্কার অর্জন করেছিল। এটি বৃদ্ধির সময়সীমা ২৪ মাস থেকে মাত্র ২-১২ গুণ উন্নতিতে হ্রাস করেছে। উপরন্তু,এই পদ্ধতিতে বড় বড় স্ফটিক পাওয়া যায় (৮০০ পাউন্ড পর্যন্ত), যা প্রতি স্ফটিকের জন্য আরও অপটিক্যাল উপাদানকে অনুমতি দেয় এবং সামগ্রিক উপাদানগুলির চাহিদা হ্রাস করে।
প্রায় ১০০ টন ওজনের প্রায় ৭৫টি উৎপাদন স্ফটিক তৈরি করা হয়। এগুলিকে হাজার হাজার অপটিক্যাল উপাদানগুলিতে কাটা হয় যা এনআইএফ-এর সমালোচনামূলক সিস্টেমগুলিতে বিতরণ করা হয়।
ঐতিহ্যগত পদ্ধতিগুলি ধীরে ধীরে ক্রিস্টাল গঠনের জন্য সমাধানগুলি ঠান্ডা করে দেয়। একটি সহজ কিন্তু ধীর প্রক্রিয়া যা মানের সমস্যার ঝুঁকিতে রয়েছে।
দ্রুত কৌশলটি পূর্ণ KDP/DKDP সমাধানের বড় কন্টেইনার ব্যবহার করে যার ভিতরে বীজ স্ফটিক স্থগিত থাকে। তাপমাত্রা, ঘনত্ব এবং সমাধান প্রবাহকে সূক্ষ্মভাবে নিয়ন্ত্রণ করে,প্রকৌশলীরা গুণমান বজায় রেখে বৃদ্ধির হার অপ্টিমাইজ করে.
"এটি একটি অতি নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে গাছপালা চাষের মতো", ডক্টর কার্টার তুলনা করেন। "নির্দোষ স্ফটিক উৎপন্ন করার জন্য প্রতিটি পরামিতি নিখুঁত হতে হবে।"
এই অগ্রগতি NIF এর বাইরেও বিস্তৃত। দ্রুত, সস্তা স্ফটিক উত্পাদন আরও ভাল লেজার, অপটিক্যাল সেন্সর এবং প্রদর্শন সক্ষম করে।চিকিৎসা ক্ষেত্রে উন্নত অস্ত্রোপচার লেজার এবং ইমেজিং সিস্টেম অন্তর্ভুক্ত, যখন যোগাযোগের ক্ষেত্রে ফাইবার অপটিক নেটওয়ার্ক উন্নত হতে পারে।
এনআইএফ নিয়ন্ত্রিত ফিউশনের দিকে অগ্রসর হওয়ায়, কেডিপি এবং ডিকেডিপি স্ফটিকগুলি অপরিহার্য। তাদের দ্রুত উত্পাদন মাল্টিডিসিপ্লিনারি সহযোগিতার একটি উদাহরণ।অপটিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংএই ধরনের উচ্চাভিলাষী প্রকল্পের জন্য প্রয়োজনীয় সুনির্দিষ্ট উৎপাদন।
এই অজানা প্রযুক্তিগত নায়ক শুধু পদার্থবিজ্ঞানকে অগ্রসর করেনি, বরং সীমাহীন পরিচ্ছন্ন জ্বালানির সন্ধানে মানবতার মূল ভূমিকা পালন করেছে।ফিউশন শক্তির প্রান্ত বাস্তবতার কাছাকাছি আসছে যা আমাদের শক্তির দৃশ্যপটকে পরিবর্তন করতে পারে.