ফিউশন শুরু করার জন্য চৌম্বক খাঁচায় আবদ্ধ প্লাজমাকে ১৫ কোটি ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করতে হয়—যা সূর্যের কেন্দ্রের চেয়েও দশ গুণ বেশি গরম! চুল্লির ভেতর বিদ্যুৎ প্রবাহিত করে প্রাথমিক উত্তাপ (ওহমিক হিটিং) তৈরি করা গেলেও পদার্থবিজ্ঞানের একটি অদ্ভুত নিয়মে প্লাজমা কোটি ডিগ্রিতে পৌঁছানোর পর আর গরম হতে চায় না। এই বাধা অতিক্রম করতে প্রয়োগ করতে হয় শক্তিশালী সহায়ক হিটিং সিস্টেম (Auxiliary Heating)—যা মেগাওয়াট ক্ষমতার নিরপেক্ষ পরমাণু রশ্মি এবং উচ্চ-কম্পাঙ্কের মাইক্রোওয়েভ দ্বারা পরিচালিত হয়।

১. ওহমিক হিটিংয়ের ব্যর্থতা ও স্পিটজার রোধ

প্লাজমার ভেতর বিদ্যুৎ প্রবাহিত করলে ওহমিক শক্তি নির্গত হয় ((P = ta j^2))। কিন্তু স্পিটজারের সূত্র অনুযায়ী প্লাজমার বৈদ্যুতিক রোধ তাপমাত্রার সাথে নাটকীয়ভাবে কমে যায়:

[
ta_{ ext{Spitzer}} propto T_e^{-3/2}
]

তাপমাত্রা ৩ কোটি ডিগ্রিতে পৌঁছালে প্লাজমা খাঁটি তামার চেয়েও ভালো বিদ্যুৎ পরিবাহী হয়ে ওঠে! এর ফলে ওহমিক উত্তাপ পুরোপুরি অকেজো হয়ে পড়ে। ১৫ কোটি ডিগ্রিতে পৌঁছাতে হলে বাইরে থেকে মেগাওয়াট শক্তির অতিরিক্ত পদ্ধতি ব্যবহার করা বাধ্যতামূলক।

২. নিউট্রাল বিম ইনজেকশন (NBI)

চার্জিত আয়ন বাইরে থেকে ছুড়লে চৌম্বক ক্ষেত্র তাকে ভেতরে ঢুকতে দেয় না। NBI পদ্ধতিতে ডয়টেরিয়াম আয়নগুলোকে ১ মেগা-ইলেকট্রন ভোল্ট (১ MeV) প্রচণ্ড শক্তিতে ত্বরান্বিত করার পর চার্জ নিরপেক্ষ পরমাণুতে (( ext{D}^0)) রূপান্তর করা হয়। এই নিরপেক্ষ পরমাণুগুলো কোনো বাধা ছাড়াই চৌম্বক ক্ষেত্র ভেদ করে সরাসরি কোরে প্রবেশ করে। কোরের ভেতর ঢুকে এরা আবার আয়নে পরিণত হয় এবং মূল প্লাজমার কণাগুলোর সাথে সংঘর্ষ ঘটিয়ে তাকে ১৫ কোটি ডিগ্রিতে উত্তপ্ত করে তোলে।

৩. রেডিওফ্রিকোয়েন্সি (RF) ওয়েভ হিটিং

চৌম্বক ক্ষেত্রে আয়ন ও ইলেকট্রনগুলো বৃত্তাকারে ঘোরে। বাইরে থেকে জাইরোট্রন নল দিয়ে এমন মাইক্রোওয়েভ পাঠানো হয় যার কম্পাঙ্ক কণাগুলোর ঘূর্ণন কম্পাঙ্কের সাথে মিলে যায়:

  • ICRH (আয়ন সাইক্লোট্রন হিটিং): ৪০-৬০ মেগাহার্টজ কম্পাঙ্কের তরঙ্গে সরাসরি ডয়টেরিয়াম ও ট্রিটিয়াম আয়ন গরম হয়।
  • ECRH (ইলেকট্রন সাইক্লোট্রন হিটিং): ১৭০ গিগাহার্টজের অতিক্ষুদ্র মাইক্রোওয়েভ দিয়ে লেজারের মতো নিখুঁতভাবে প্লাজমার সুনির্দিষ্ট বিন্দুতে তাপ দিয়ে অস্থিতিশীলতা দমন করা হয়।

৪. থমসন স্ক্যাটারিং লেজার ডায়াগনস্টিকস

১৫ কোটি ডিগ্রির প্লাজমায় কোনো থার্মোমিটার প্রবেশ করানো অসম্ভব। তাপমাত্রা মাপতে ব্যবহৃত হয় থমসন স্ক্যাটারিং (Thomson Scattering): কোরের ভেতর দিয়ে শক্তিশালী Nd:YAG লেজার রশ্মি পাঠানো হয়। প্লাজমার মুক্ত ইলেকট্রনগুলো লেজারের আলো বিচ্ছুরিত করে। ডপলার ক্রিয়ার কারণে বিচ্ছুরিত আলোর বর্ণালী যত চওড়া হয়, প্লাজমার তাপমাত্রা তত বেশি ((Delta lambda propto sqrt{T_e}))। এই অপটিক্যাল পদ্ধতির মাধ্যমে কোটি ডিগ্রির প্লাজমার তাপমাত্রা ও ঘনত্ব মিলিমিটারের নিখুঁত মাপে পরিমাপ করা যায়।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

সফটওয়্যার প্রকৌশলী ও লেখক, ঢাকা, বাংলাদেশ। কম্পিউটার বিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, ইতিহাস ও ভাবনার সমন্বয়ে ব্যক্তিগত নোট ও প্রবন্ধ সংকলন।