চৌম্বকীয় ফিউশন যেখানে হালকা প্লাজমাকে দীর্ঘক্ষণ ধরে আবদ্ধ রাখতে চায়, জড়তা কনফাইনমেন্ট ফিউশন (Inertial Confinement Fusion – ICF) তার ঠিক বিপরীত কৌশল অবলম্বন করে: একটি অতিক্ষুদ্র পারমাণবিক ক্যাপসুলকে সিসার চেয়ে হাজার গুণ বেশি ঘনমাত্রায় চোখের পলকে সংকুচিত করে এক ন্যানোসেকেন্ডেরও কম সময়ে ফিউশন বিস্ফোরণ ঘটানো হয়। ২০২২ সালের ডিসেম্বরে আমেরিকার ন্যাশনাল ইগনিশন ফ্যাসিলিটি (NIF) ইতিহাসে প্রথমবারের মতো এই পদ্ধতিতে নেট এনার্জি গেইন ((Q > 1)) অর্জন করে। এই পর্বে আমরা রকেট অ্যাবলেশন হাইড্রোডাইনামিক্স এবং অ্যাবলেটিভ রেইলে-টেইলর অস্থিতিশীলতা প্রতিপাদন করব।

১. রকেট অ্যাবলেশন ও ইমপ্লোশন গতিবিদ্যা (Implosion Dynamics)

এনআইএফ-এ ১৯২টি শক্তিশালী লেজার রশ্মি একটি সোনার হোলোরাম সিলিন্ডারে আঘাত করে প্রচণ্ড এক্স-রে বিকিরণ তৈরি করে। এই তীব্র এক্স-রে ফিউশন ক্যাপসুলের বাইরের ডায়মন্ড শেলকে বাষ্পীভূত করে দেয়। রকেটের মতো বাইরের অংশ প্রচণ্ড বেগে ছিটকে বের হয়ে গেলে নিউটনের তৃতীয় সূত্র অনুযায়ী ভেতরের ডিউটেরিয়াম-ট্রিটিয়াম জ্বালানি প্রায় ৪০০ কিমি/সেকেন্ড বেগে কেন্দ্রের দিকে ধাবিত হয়। এই চাপকে বলা হয় অ্যাবলেশন চাপ:

[
P_{ ext{abl}} sim 100 – 300 ext{ Mbar}
]

২. হট-স্পট ইগনিশন ও এরিয়াল ডেনসিটি শর্ত ((
ho R))

কেন্দ্রস্থলে জ্বালানি যখন থেমে যায় (Stagnation), তখন গতিশক্তি তাপে রূপান্তরিত হয়ে ৫০ লক্ষ ডিগ্রি তাপমাত্রার একটি কেন্দ্রীয় হট-স্পট তৈরি করে। স্বয়ংসম্পূর্ণ ফিউশন বার্ন নিশ্চিত করতে জ্বালানির ঘনত্ব ও ব্যাসার্ধের গুণফল (
ho R) শর্ত পূরণ করতে হয়:

[
(
ho R)_{ ext{hs}} ge 0.3 , ext{g/cm}^2, quad (
ho R)_{ ext{total}} ge 1.5 – 3.0 , ext{g/cm}^2
]

এই ঘনত্বে ফিউশন থেকে উৎপন্ন আলফা কণাগুলো বাইরে বের হতে না পেরে প্লাজমার ভেতরেই সমস্ত শক্তি জমা করে এবং সমগ্র জ্বালানিকে মুহূর্তের মধ্যে জ্বালিয়ে বিপুল শক্তি নির্গমন করে।

৩. অ্যাবলেটিভ রেইলে-টেইলর অস্থিতিশীলতা প্রশমন (Rayleigh-Taylor Instability)

আইসিএফ-এর প্রধান শত্রু হলো রেইলে-টেইলর অস্থিতিশীলতা—হালকা গ্যাস যখন ভারী তরলকে ধাক্কা দেয় তখন আঙুলের মতো খাঁজ তৈরি হয়ে জ্বালানি ছড়িয়ে যায়। তবে ক্যাপসুলের পৃষ্ঠ থেকে উপাদান বাষ্পীভূত হওয়ার কারণে ক্লাসিক্যাল অস্থিতিশীলতা অনেকাংশে প্রশমিত হয়:

[
gamma_{ ext{abl}} = alpha sqrt{rac{k g}{1 + k L_n}} – beta k v_{ ext{abl}}
]

এখানে অ্যাবলেশন বেগ (v_{ ext{abl}}) ছোট ছোট তরঙ্গ অস্থিরতাগুলোকে ধুয়ে মুছে সাফ করে দেয়, যার ফলে ক্যাপসুলটি নিখুঁত গোলকীয় প্রতিসাম্য বজায় রেখে ইগনিশন বিন্দুতে পৌঁছাতে পারে।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

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