উচ্চ তাপমাত্রা এবং আয়নাইজিং বিকিরণ একটি পারমাণবিক চুল্লির অভ্যন্তরে অত্যন্ত ক্ষয়কারী পরিবেশ তৈরি করে। দীর্ঘস্থায়ী চুল্লিগুলি ডিজাইন করতে, বিজ্ঞানীদের অবশ্যই বুঝতে হবে যে কীভাবে বিকিরণ-প্ররোচিত রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলি কাঠামোগত উপকরণগুলিকে প্রভাবিত করে। ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি’র (ডিওই) ব্রুকাভেন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি এবং আইডাহো ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির রসায়নবিদরা সম্প্রতি পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেছেন যে বিকিরণ-প্ররোচিত প্রতিক্রিয়াগুলি গলিত লবণের দ্বারা শীতল হওয়া নতুন ধরণের চুল্লিতে চুল্লি ধাতুগুলির ক্ষয় হ্রাস করতে সহায়তা করতে পারে। তাদের অনুসন্ধানগুলি জার্নালে প্রকাশিত হয় শারীরিক রসায়ন রাসায়নিক পদার্থবিজ্ঞান।
“গলিত লবণের চুল্লিগুলি নিরাপদ, স্কেলযোগ্য পারমাণবিক শক্তি উত্পাদনের জন্য একটি উদীয়মান প্রযুক্তি।
জল-কুলড চুল্লিগুলির বিপরীতে, গলিত লবণ চুল্লিগুলি পুরোপুরি ইতিবাচক এবং নেতিবাচক চার্জযুক্ত আয়নগুলি দিয়ে তৈরি একটি কুল্যান্ট ব্যবহার করে, যা কেবল উচ্চ তাপমাত্রায় তরল অবস্থায় থাকে। এটি অন্য কোনও তরল যোগ না করে প্রবাহিত না হওয়া পর্যন্ত এটি গলে টেবিলের লবণের স্ফটিকগুলির মতো।
“এই নতুন চুল্লিগুলির দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতার আশ্বাস দেওয়ার জন্য, আমাদের বুঝতে হবে যে গলিত লবণের বিকিরণের পরিবেশে অন্যান্য উপাদানগুলির সাথে কীভাবে যোগাযোগ করা হয়,” উইশার্ট বলেছিলেন।
বিজ্ঞানীরা বিশেষত গলিত লবণ পারমাণবিক চুল্লিগুলির জন্য প্রস্তাবিত ধাতব অ্যালোগুলির একটি ঘন ঘন উপাদান ট্র্যাকিং ক্রোমিয়াম ট্র্যাকিংয়ের সাথে উদ্বিগ্ন ছিলেন।
উইশার্ট বলেছিলেন, “ক্রোমিয়াম বেশিরভাগ অ্যালো থেকে ক্ষয় করার জন্য সবচেয়ে সহজ উপাদান হিসাবে ঝোঁক থাকে এবং শেষ পর্যন্ত গলিত লবণের চুল্লিগুলির কুল্যান্টে জমে থাকবে,” উইশার্ট বলেছিলেন।
ক্রোমিয়াম যেমন গলিত লবণের মধ্যে দ্রবীভূত হয়, এর কিছু রাসায়নিক ফর্মগুলি ক্ষয় প্রক্রিয়াগুলিকে ত্বরান্বিত করতে পারে, চুল্লিটির কাঠামোগত অখণ্ডতা এবং কর্মক্ষমতা নিয়ে আপস করে। ক্রোমিয়াম আয়ন জারণের বিতরণ রাজ্যগুলি – রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির জন্য এই আয়নগুলি কতগুলি ইলেক্ট্রন শূন্যপদ পাওয়া যায় – জারা ঘটে কিনা তা নির্ধারণ করে এমন কারণ হতে পারে।
“দ্রবীভূত ত্রিভুজ ক্রোমিয়ামের উপস্থিতি (সিআর)3+তিনটি বৈদ্যুতিন শূন্যপদ সহ) কিছু ক্ষেত্রে ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করতে পারে, যেখানে ডিভেলেন্ট ক্রোমিয়াম (সিআর)2+মাত্র দুটি শূন্যপদ সহ) তা করে না, “উইশার্ট বলেছিলেন।
যেহেতু ক্রোমিয়াম উভয় সিআর হিসাবে স্থিতিশীল3+ এবং সিআর2+ বেশিরভাগ গলিত লবণের মধ্যে, “সিআর কীভাবে বোঝা অপরিহার্য3+ এবং সিআর2+ একটি চুল্লিটির বিকিরণ ক্ষেত্রে উত্পাদিত প্রজাতির সাথে রাসায়নিকভাবে প্রতিক্রিয়া জানায় এবং তারা কী পণ্য তৈরি করে, “উইশার্ট ব্যাখ্যা করেছিলেন।
ব্রুকাভেন ল্যাব এই প্রক্রিয়াগুলি তদন্ত করার জন্য উপযুক্ত জায়গা কারণ এটিতে এমন সুবিধা রয়েছে যা বিকিরণ-প্ররোচিত প্রতিক্রিয়াগুলিকে ট্রিগার করতে পারে এবং তাদের বাস্তব সময়ে ট্র্যাক করতে পারে, এক সেকেন্ড থেকে মিনিটের ট্রিলিয়ন্থ থেকে। এই সুবিধাগুলি হ’ল লেজার ইলেক্ট্রন এক্সিলারেটর সুবিধা এবং ল্যাবের রসায়ন বিভাগের উভয়ই দুই মিলিয়ন-ইলেকট্রন-ভোল্ট ভ্যান ডি গ্রাফ এক্সিলারেটর।
উইশার্ট এবং তার সহযোগীরা গলিত লবণের বিকিরণ দ্বারা উত্পাদিত প্রতিক্রিয়াশীল প্রজাতির সাথে দুটি ধরণের ক্রোমিয়াম আয়নগুলির প্রতিক্রিয়াগুলির হার এবং তাপমাত্রা নির্ভরতাগুলি পরিমাপ করতে এই সুবিধাগুলি ব্যবহার করেছিলেন। “আমাদের বিশ্লেষণ ইঙ্গিত দিয়েছে যে গলিত লবণের পরিবেশে বিকিরণের নেট প্রভাব হ’ল ক্ষয়কারী সিআর রূপান্তরকে সমর্থন করা3+ কম-ক্ষুধার্ত সিআর2+“উইশার্ট বলল।
এই গবেষণাটি পারমাণবিক পরিবেশে গলিত লবণের মৌলিক বৈশিষ্ট্য এবং সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি অন্বেষণ করতে 2018 সালে ডিওই অফিস অফ সায়েন্স কর্তৃক ব্রুকাভেন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে প্রতিষ্ঠিত চরম পরিবেশের এনার্জি ফ্রন্টিয়ার রিসার্চ সেন্টারে গলিত লবণের একটি পণ্য ছিল।