সমুদ্রের জল থেকেই ইউরেনিয়াম, চিনের ‘PhosCage’ মার্কিন বেঞ্চমার্কের ৮ গুণ কার্যকর

সমুদ্রের জল থেকে পারমাণবিক জ্বালানি (Uranium Extraction) হিসেবে ব্যবহৃত ইউরেনিয়াম সংগ্রহের ক্ষেত্রে বড় অগ্রগতির দাবি করেছেন চিনের গবেষকরা। চিনা গবেষকদের তৈরি নতুন একটি উপাদান প্রাকৃতিক সমুদ্রের জল থেকে ইউরেনিয়াম শোষণ করতে পেরেছে, যা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের নির্ধারিত পুরনো বেঞ্চমার্কের তুলনায় আট গুণেরও বেশি কার্যকর বলে গবেষণায় উঠে এসেছে।

সাউথ চায়না মর্নিং পোস্টের প্রতিবেদনে এই গবেষণার কথা তুলে ধরা হয়েছে। গবেষণাটি সফলভাবে শিল্প পর্যায়ে পৌঁছতে পারলে পারমাণবিক জ্বালানির জন্য ইউরেনিয়াম আমদানির উপর চিনের নির্ভরতা কমানোর সম্ভাবনা তৈরি হতে পারে।

নতুন ‘PhosCage’ কীভাবে কাজ করে?

চিনের চাইনিজ অ্যাকাডেমি অফ সায়েন্সেসের ছিংদাও-ভিত্তিক গবেষকরা তৈরি করেছেন PhosCage নামে একটি স্পঞ্জের মতো আণবিক কাঠামো। এই উপাদানের মধ্যে রয়েছে ফসফেট গ্রুপ, যা রাসায়নিকভাবে ইউরেনিয়ামের সঙ্গে যুক্ত হতে পারে। পরীক্ষাগারে গবেষকরা পরে এই উপাদানকে মিলিমিটার আকারের ছোট ছোট বিডে পরিণত করেন। এর ফলে ভবিষ্যতে সমুদ্রের জল থেকে উপাদানটিকে ব্যবহার করার পর সংগ্রহ করে পুনরায় ব্যবহার করা তুলনামূলক সহজ হতে পারে।

গবেষকদের দাবি, প্রাকৃতিক সমুদ্রের জলের নমুনায় PhosCage প্রতি গ্রাম উপাদান থেকে সর্বোচ্চ ৫০.৪ মিলিগ্রাম ইউরেনিয়াম সংগ্রহ করতে পেরেছে। তুলনায় মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের পূর্ববর্তী বেঞ্চমার্ক ছিল প্রতি গ্রামে প্রায় ৬ মিলিগ্রাম। তবে মিলিমিটার আকারের বিডে রূপান্তরের পর কার্যকারিতা কিছুটা কমে দাঁড়ায়। বিডগুলি প্রতি গ্রাম উপাদানে ২২.৫৫ মিলিগ্রাম ইউরেনিয়াম সংগ্রহ করতে পেরেছে এবং সাতবার পুনর্ব্যবহারের পরও কার্যকর ছিল।

সমুদ্রের ইউরেনিয়াম এত গুরুত্বপূর্ণ কেন?

সমুদ্রের জলে ইউরেনিয়ামের পরিমাণ অত্যন্ত কম হলেও পৃথিবীর মহাসাগরের মোট আয়তনের কারণে সম্ভাব্য সম্পদের পরিমাণ বিশাল। ওয়ার্ল্ড নিউক্লিয়ার অ্যাসোসিয়েশনের তথ্য অনুযায়ী, ২০২৪ সালে চিনের নিজস্ব খনি থেকে প্রায় ১,৬০০ টন ইউরেনিয়াম উৎপাদন হয়েছিল। অথচ দেশটির পারমাণবিক রিঅ্যাক্টরগুলির প্রয়োজন ছিল প্রায় ১৩,০০০ টন। অর্থাৎ অভ্যন্তরীণ উৎপাদন ও প্রয়োজনের মধ্যে বড় ব্যবধান রয়েছে। ফলে চিনকে ইউরেনিয়ামের জন্য আমদানির উপর যথেষ্ট নির্ভর করতে হয়। সমুদ্র এই ক্ষেত্রে সম্ভাব্য বিকল্প উৎস হতে পারে।

স্থলভাগে বিশ্বের পরিচিত ইউরেনিয়াম সম্পদের পরিমাণ প্রায় ৭৯ লাখ টন। বিপরীতে মহাসাগরে আনুমানিক ৪৫০ কোটি টন ইউরেনিয়াম রয়েছে বলে হিসাব করা হয়। বৃষ্টির জল শিলার মধ্য থেকে ইউরেনিয়াম ধুয়ে নদীর মাধ্যমে সমুদ্রে নিয়ে যায়। ভূতাত্ত্বিক সময় ধরে এই প্রক্রিয়ার ফলে সমুদ্রের জলে বিপুল পরিমাণ ইউরেনিয়াম জমেছে।

কিন্তু সমস্যা হল ইউরেনিয়ামের ঘনত্ব অত্যন্ত কম

সমুদ্র থেকে ইউরেনিয়াম সংগ্রহের সবচেয়ে বড় বাধা হল এর অত্যন্ত কম ঘনত্ব। প্রায় এক টন সমুদ্রের জলে মাত্র ৩.৩ মিলিগ্রাম ইউরেনিয়াম থাকে। ফলে উল্লেখযোগ্য পরিমাণ ইউরেনিয়াম সংগ্রহ করতে বিপুল পরিমাণ সমুদ্রের জল প্রক্রিয়াজাত করতে হবে। এর সঙ্গে রয়েছে আরও একটি বড় সমস্যা। সমুদ্রের জলে ইউরেনিয়ামের পাশাপাশি প্রচুর অন্যান্য দ্রবীভূত ধাতু ও উপাদান রয়েছে। বিশেষ করে ভ্যানাডিয়াম একই ধরনের রাসায়নিক স্থানে যুক্ত হতে পারে। ফলে ইউরেনিয়ামের সঙ্গে ভ্যানাডিয়ামও আটকে যাওয়ার সম্ভাবনা থাকে এবং কাঙ্ক্ষিত ধাতুটিকে আলাদা করা কঠিন হয়ে যায়।

মার্কিন গবেষণাতেও ছিল বড় চ্যালেঞ্জ

সমুদ্রের জল থেকে ইউরেনিয়াম সংগ্রহের প্রযুক্তি নিয়ে মার্কিন গবেষকরাও বহু বছর ধরে কাজ করেছেন। ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি ইউরেনিয়াম সংগ্রহের জন্য বিশেষ ফাইবার তৈরি করেছিল। অন্যদিকে প্যাসিফিক নর্থওয়েস্ট ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি ওয়াশিংটনের সিকুইম বে-তে প্রাকৃতিকভাবে প্রবাহিত সমুদ্রের জল ব্যবহার করে এই প্রযুক্তি পরীক্ষা করেছিল। ২০১৬ সালের মধ্যে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের সবচেয়ে কার্যকর অ্যাডসরবেন্টগুলি দীর্ঘ সময় সমুদ্রের জলে থাকার পর প্রতি গ্রাম উপাদানে প্রায় ৬ মিলিগ্রাম ইউরেনিয়াম সংগ্রহ করতে পারত।

তবে প্রচলিত খনির মাধ্যমে ইউরেনিয়াম উৎপাদনের তুলনায় এই পদ্ধতির খরচ অনেক বেশি ছিল। শেষ পর্যন্ত ২০১৮ সালে ওই কর্মসূচি শেষ হওয়ার পর মার্কিন ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি এই ক্ষেত্রে আগের তুলনায় অনেক কম সক্রিয় হয়ে যায়।

চিনা উপাদানের বিশেষত্ব কোথায়?

ছিংদাওয়ের গবেষকদের প্রকাশিত দুটি গবেষণাপত্রে দাবি করা হয়েছে, নতুন বিড-ভিত্তিক উপাদান একাধিক ধাতুর উপস্থিতিতেও ইউরেনিয়ামকে তুলনামূলকভাবে বেশি পছন্দ করে। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল, ভ্যানাডিয়ামের তুলনায় ইউরেনিয়ামকে অগ্রাধিকার দিয়ে সংগ্রহ করতে পেরেছে উপাদানটি। সমুদ্রের জল থেকে ইউরেনিয়াম সংগ্রহের ক্ষেত্রে এটিই অন্যতম বড় রাসায়নিক চ্যালেঞ্জ। গবেষকদের মতে, এই ফল ভবিষ্যতে আরও কার্যকর ইউরেনিয়াম-শোষক উপাদান তৈরির পথ খুলতে পারে।

এখনও পরীক্ষাগারেই সীমাবদ্ধ

তবে এই গবেষণাকে এখনই বাণিজ্যিক সাফল্য হিসেবে দেখার সুযোগ নেই। গবেষকরা ছিংদাও উপকূল থেকে সমুদ্রের জল সংগ্রহ করে পরীক্ষাগারের একটি ফ্লো সিস্টেমে মোট ২৫ লিটার জল প্রক্রিয়াজাত করেছেন। খোলা সমুদ্রে এখনও এই প্রযুক্তির পরীক্ষা হয়নি। বাস্তব সমুদ্রে ঢেউ, স্রোত, সামুদ্রিক জীব এবং পরিবর্তনশীল পরিবেশগত পরিস্থিতি ইউরেনিয়াম সংগ্রহের কার্যকারিতায় বড় প্রভাব ফেলতে পারে। এছাড়া উদ্ধার করা ইউরেনিয়ামের উৎপাদন খরচ কত হবে, সেটিও এখনও গবেষণায় নির্ধারণ করা হয়নি। গবেষকদের পরবর্তী লক্ষ্য হল উপাদানটির উৎপাদন ও ব্যবহার বড় মাত্রায় নিয়ে যাওয়া এবং সমুদ্রের জল থেকে ইউরেনিয়াম সংগ্রহের সামগ্রিক খরচ কমানো।

সেই লক্ষ্য সফল হলে চিনের পারমাণবিক শিল্পের জন্য এটি ইউরেনিয়ামের একটি অতিরিক্ত উৎস হয়ে উঠতে পারে। একই সঙ্গে বিশ্বজুড়ে পারমাণবিক শিল্পের বহু বছরের একটি প্রশ্নেরও উত্তর মিলতে পারে, সমুদ্রের বিপুল ইউরেনিয়াম সম্পদকে আদৌ অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক জ্বালানি উৎসে পরিণত করা সম্ভব কি না।

আরও পড়ুন: ৮,০০০ এমএএইচ ব্যাটারি নিয়ে ভারতে Realme P4S 5G, দাম ৩৪,৯৯৯

আরও পড়ুন: মেড ইন ইন্ডিয়ায় ফের ইতিহাস! দেশের সফল মহাকাশ অভিযানে ব্যবহার হচ্ছে দেশীয় সেমিকন্ডাক্টর চিপ

আরও পড়ুন: DRDO র বড় সিদ্ধান্ত! এবার দেশেই তৈরী হতে চলেছে টর্পেডো সাবমেরিন