সম্প্রতি, চীনা বিজ্ঞানীরা নেচার জার্নালে পারমাণবিক শক্তি ব্যাটারির উপর তাদের গবেষণার ফলাফল আনুষ্ঠানিকভাবে ঘোষণা করেছেন। সেই অনুযায়ী, ডংউ বিশ্ববিদ্যালয়ের (চীন) অধ্যাপক ওয়াং শু আও-এর গবেষণা দল এই ধরণের ব্যাটারি তৈরির জন্য তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ থেকে নির্গত আলফা রশ্মি ব্যবহার করেছে।

বর্তমানে, আলফা তেজস্ক্রিয় আইসোটোপগুলি মাইক্রোনিউক্লিয়ার ব্যাটারির জন্য উজ্জ্বল "প্রার্থী", কারণ তাদের উচ্চ ক্ষয় শক্তি 4 থেকে 6 মেগাইলেকট্রন ভোল্ট (MeV) পর্যন্ত। আলফা বিকিরণ শক্তির বিটা তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ খনির ডিভাইসগুলিকে ছাড়িয়ে যাওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে। এদিকে, সর্বোচ্চ বিটা তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ ক্ষয় শক্তি প্রায় কয়েক দশ কিলোইলেকট্রন ভোল্ট (KeV)।

যদিও প্রচলিত ব্যাটারির তুলনায় এর দক্ষতা ৮,০০০ গুণ বেশি, তবুও মাইক্রোনিউক্লিয়ার ব্যাটারির সীমাবদ্ধতা রয়েছে কারণ কঠিন পদার্থের মধ্যে অত্যন্ত সংক্ষিপ্তভাবে প্রবেশ করার ক্ষমতার কারণে আলফা কণাগুলি স্ব-শোষণ প্রভাবের মাধ্যমে প্রচুর শক্তি হারাতে থাকে। গবেষণা দলের প্রধান অধ্যাপক ভুওং থু আও-এর মতে: "স্ব-শোষণ প্রভাব তাত্ত্বিক ব্যাটারির তুলনায় আলফা আইসোটোপ মাইক্রোনিউক্লিয়ার ব্যাটারির প্রকৃত ক্ষমতা অনেক বেশি হ্রাস করে।"

462545951_502359769364359_3303031661309682622_n.jpg
চীনা বিজ্ঞানীদের তৈরি একটি মাইক্রো-নিউক্লিয়ার ব্যাটারির চিত্র। ছবির উৎস: SCMP

মাইক্রোনিউক্লিয়ার ব্যাটারির নকশায় একটি সমন্বিত স্তর রয়েছে যা আলফা বিকিরণের সর্বাধিক ব্যবহার করার জন্য একটি সৌর কোষের মতো কাজ করে। দলটি একটি শক্তি রূপান্তরকারী অন্তর্ভুক্ত করেছে - আইসোটোপকে ঘিরে একটি পলিমার স্তর যা বিকিরণের সময় নির্গত শক্তি স্থানান্তর করে। এটিকে আলোক এবং বিদ্যুতে রূপান্তর করে, যেমন একটি ফটোভোলটাইক কোষ।

এই গবেষণা অনুসারে, কৃত্রিম তেজস্ক্রিয় পদার্থ 243Am এর মাত্র 11 মাইক্রোকিউরি (μCi) ব্যবহার করে, জটিলটি আইসোটোপ ক্ষয় প্রক্রিয়া দ্বারা নির্গত আলফা রশ্মি থেকে আলোকসজ্জা তৈরি করে। অন্য একটি পরীক্ষায়, আলোকসজ্জার শক্তি 11.88 ন্যানোওয়াট (nW) নির্ধারণ করা হয়েছিল, যার ক্ষয় প্রক্রিয়া থেকে শক্তিকে আলোতে রূপান্তর করার দক্ষতা 3.43% এ পৌঁছেছিল।

গবেষণা দলটি জানিয়েছে যে, বিকিরণকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে এমন ফটোভোলটাইক নিউক্লিয়ার ব্যাটারির আয়ুষ্কাল দীর্ঘ এবং তাপমাত্রার পরিবর্তনের উপর নির্ভর না করে স্বাধীনভাবে কাজ করে। বিশেষ করে, পরীক্ষামূলক মাইক্রোনিউক্লিয়ার ব্যাটারির মোট পাওয়ার রূপান্তর দক্ষতা ০.৮৮৯% এবং এটি ১৩৯ মাইক্রোওয়াট/কিউরি উৎপন্ন করে।

গবেষণা দল কর্তৃক তৈরি মাইক্রোনিউক্লিয়ার ব্যাটারিটি তত্ত্ব এবং অনেক পরীক্ষার মাধ্যমে কঠোরভাবে যাচাই করা হয়েছে, যা দেখায় যে এর শক্তি রূপান্তর দক্ষতা প্রচলিত ব্যাটারি কাঠামোর তুলনায় ৮,০০০ গুণ বেশি।

একইভাবে, পাওয়ার কনভার্টারটিও অত্যন্ত স্থিতিশীল, ২০০ ঘন্টারও বেশি একটানা অপারেশনের জন্য কর্মক্ষমতা পরামিতি প্রায় স্থির থাকে। সিন্থেটিক তেজস্ক্রিয় পদার্থের অর্ধ-জীবন 243Am হওয়ায়, মাইক্রোনিউক্লিয়ার ব্যাটারির আয়ুষ্কাল কয়েক শতাব্দী পর্যন্ত থাকে।

ব্যাটারির গঠন (ছবি ১), শক্তি রূপান্তরকারী বৈশিষ্ট্য (ছবি ২), তাত্ত্বিক এবং পরীক্ষামূলক গবেষণার ফলাফল (ছবি ৩) এবং ব্যাটারির কর্মক্ষমতা ফলাফল (ছবি ৪)। ছবির উৎস: চায়না কী রিসার্চ ল্যাবরেটরি অফ নিউক্লিয়ার মেডিসিন অ্যান্ড রেডিয়েশন সেফটি।

"সাম্প্রতিক দশকগুলিতে পারমাণবিক ব্যাটারির ক্ষেত্রে এটি একটি বড় সাফল্য," মন্তব্য করেছে চায়না সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি ডেইলি । গবেষণাটি কেবল পারমাণবিক শক্তির জন্য চীনের কৌশলগত এবং সুরক্ষার চাহিদাগুলিকেই সম্বোধন করে না, বরং পারমাণবিক জ্বালানি চক্রের বাইরে পারমাণবিক বর্জ্য এবং অ্যাক্টিনাইড নিউক্লাইড ব্যবহারের জন্য একটি নতুন পদ্ধতির প্রস্তাব দেয়।

SCMP সংবাদপত্রটি নিম্নরূপ মূল্যায়ন করেছে: "কিছু আইসোটোপের দীর্ঘ অর্ধ-জীবন এবং উচ্চ-শক্তির আলফা ক্ষয় পারমাণবিক বর্জ্যের তেজস্ক্রিয় বিষাক্ততা হিসাবে প্রকাশিত হয়। তবে, এই আইসোটোপগুলি এখনও দীর্ঘ জীবন এবং উচ্চ শক্তির সুবিধা নিয়ে আসে।"

অধ্যাপক ওয়াং শু আও একজন চীনা বিজ্ঞানী যিনি পারমাণবিক বর্জ্য এবং বর্জ্য জল পরিশোধন প্রকল্পের পাশাপাশি দুর্ঘটনার জরুরি প্রতিক্রিয়ার উপর গবেষণায় দুর্দান্ত সাফল্য অর্জন করেছেন। তিনি টেকসই এবং নিরাপদ পারমাণবিক উন্নয়নের জন্য চীনের কৌশলগত চাহিদার উপর মনোনিবেশ করে বহু বছর ধরে কাজ করেছেন।

বিশ্বের শীর্ষস্থানীয় ন্যানোপ্রযুক্তি বিজ্ঞানী অবদান রাখতে দেশে ফিরে আসছেন চীন - ৬৩ বছর বয়সে, বিশ্বের শীর্ষস্থানীয় ন্যানোপ্রযুক্তি বিজ্ঞানী মিঃ ভুং ট্রুং লাম মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে প্রায় ৩০ বছর কাজ করার পর দেশে ফিরে আসার সিদ্ধান্ত নেন।