07/08/2025
একটি পারমাণবিক সাবমেরিন মাত্র ৪ কিলোগ্রাম ইউরেনিয়াম-২৩৫-এর উপর প্রায় ৩০ বছর ধরে কাজ করতে পারে কারণ পারমাণবিক বিভাজনের অসাধারণ শক্তি ঘনত্ব রয়েছে। একটি পারমাণবিক চুল্লিতে, নিউট্রন দ্বারা আঘাত করলে ইউরেনিয়াম-২৩৫ পরমাণু বিভাজনের মধ্য দিয়ে যায়, ছোট ছোট পরমাণুতে বিভক্ত হয়ে বিপুল পরিমাণে শক্তি নির্গত করে - প্রতি বিভাজনে প্রায় ২০০ মেগাওয়াট।
জীবাশ্ম জ্বালানি পোড়ানোর মতো রাসায়নিক প্রক্রিয়ার তুলনায় এটি প্রতি বিক্রিয়ায় লক্ষ লক্ষ গুণ বেশি শক্তি। ৪ কিলোগ্রাম ইউরেনিয়াম-২৩৫-এর জন্য, প্রায় ১.০২ x ১০^২৫ পরমাণু থাকে। যদি একটি উল্লেখযোগ্য ভগ্নাংশ বিভাজনের মধ্য দিয়ে যায়, তাহলে শক্তি উৎপাদন বিস্ময়কর - ৩.৩ x ১০^১৪ জুলের মতো, যা হাজার হাজার টন কয়লার সমান। একটি সাবমেরিনের চুল্লিতে, এই শক্তি তাপে রূপান্তরিত হয়, যা টারবাইন চালানোর জন্য বাষ্প তৈরি করে, বিদ্যুৎ এবং চালনা তৈরি করে।
চুল্লির কম্প্যাক্ট ডিজাইন, দক্ষ জ্বালানি ব্যবহার এবং ঘন ঘন জ্বালানি ভরার প্রয়োজনের অভাব কয়েক দশক ধরে ক্রমাগত কাজ করার সুযোগ দেয়। কন্ট্রোল রড এবং সতর্ক চুল্লি নকশা বিদারণ হার নিয়ন্ত্রণ করে, স্থির বিদ্যুৎ উৎপাদন নিশ্চিত করে। রাসায়নিক জ্বালানির বিপরীতে, ইউরেনিয়ামের উচ্চ শক্তি ঘনত্ব বৃহৎ জ্বালানি সঞ্চয়ের প্রয়োজনীয়তা দূর করে, যা সীমিত স্থানে দীর্ঘমেয়াদী, উচ্চ-শক্তি মিশনের জন্য এটিকে আদর্শ করে তোলে।
A nuclear submarine can operate for about 30 years on just 4 kilograms of uranium-235 due to the extraordinary energy density of nuclear fission. In a nuclear reactor, uranium-235 atoms undergo fission when struck by neutrons, splitting into smaller atoms and releasing a tremendous amount of energy—approximately 200 MeV per fission event.
This is millions of times more energy per reaction than chemical processes like burning fossil fuels. For 4 kilograms of uranium-235, there are roughly 1.02 x 10^25 atoms. If a significant fraction undergoes fission, the energy output is staggering—on the order of 3.3 x 10^14 joules, equivalent to thousands of tons of coal. In a submarine’s reactor, this energy is converted into heat, which generates steam to drive turbines, producing electricity and propulsion.
The reactor’s compact design, efficient fuel use, and lack of need for frequent refueling allow continuous operation for decades. Control rods and careful reactor design regulate the fission rate, ensuring steady power output. Unlike chemical fuels, uranium’s high energy density eliminates the need for large fuel storage, making it ideal for long-term, high-power missions in confined spaces.
