যদি আপনাকে বলা হয় যে একটি খনিজ যা একটি চকচকে রত্নপাথরে পালিশ করতে সক্ষম সেই নায়ক হিসেবেও কাজ করে যা পারমাণবিক বিদ্যুৎকেন্দ্রকে নিরাপদে চালু রাখে, তাহলে কি আপনার বিশ্বাস করা কঠিন হবে? জিরকোনিয়াম, পর্যায় সারণীতে উপাদান নং. 40, অবিকল এমন একটি "দ্বৈত-ভুমিকা প্লেয়ার" যা গয়না কাউন্টার এবং পারমাণবিক চুল্লির জগতে বিচরণ করে।
"হায়াসিন্থ স্টোন" থেকে রাসায়নিক উপাদান পর্যন্ত
জিরকোনিয়ামের গল্প একটি সুন্দর পাথর দিয়ে শুরু হয়। জিরকোনিয়াম ধারণকারী প্রাকৃতিক সিলিকেট খনিজকে জিরকন বলা হয়, যা প্রাচীন কাল থেকে আধা-মূল্যবান রত্নপাথর হিসেবে মূল্যবান হয়ে আসছে। এটি কমলা-লাল এবং সোনালি-হলুদ থেকে বর্ণহীন এবং বাদামী-সবুজ পর্যন্ত রঙের একটি সমৃদ্ধ প্যালেট প্রদর্শন করে এবং এটি প্রাচীন ভারত মহাসাগরের শ্রীলঙ্কা দ্বীপে খনন করা হয়েছে। বলা হয় "জিরকন" শব্দটি ফার্সি "জারগুন" থেকে এসেছে, যার অর্থ "সোনালি" - নির্দিষ্ট জিরকন রত্নপাথরের চকচকে উজ্জ্বলতার উল্লেখ। বর্ণহীন জিরকন, যখন কাটা হয়, হীরার স্মরণ করিয়ে দেয় এমন দীপ্তিতে ঝকঝকে হতে পারে এবং দীর্ঘ সময়ের জন্য এটি এমনকি "নরম হীরা" এর একটি প্রকারের জন্য ভুল ছিল।
জার্মান রসায়নবিদ মার্টিন হেনরিখ ক্ল্যাপ্রোথের একটি পরীক্ষার জন্য ধন্যবাদ 1789 সাল পর্যন্ত জিরকন রত্নপাথর থেকে উপাদানে উন্নীত হয়েছিল। সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের সাথে জিরকনকে মিশ্রিত করে এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড দিয়ে চিকিত্সা করে, তিনি শেষ পর্যন্ত একটি পূর্বে অজানা অক্সাইড আবিষ্কার করেন, যার নাম তিনি "জিরকোনিয়া" দেন। পরবর্তীতে, 1824 সালে, সুইডিশ রসায়নবিদ Jöns Jacob Berzelius প্রথম ধাতব জিরকোনিয়াম তৈরি করেছিলেন, কিন্তু 1925 সাল পর্যন্ত বিশুদ্ধ, নমনীয় ধাতব জিরকোনিয়াম পাওয়া যায়নি।
সিলভার-ধূসর "অল-রাউন্ডার"
বিশুদ্ধ ধাতব জিরকোনিয়াম হল একটি উজ্জ্বল রূপালী-ধূসর কঠিন যা দেখতে ইস্পাতের মতো। এর গলনাঙ্ক 1,855 ডিগ্রী পর্যন্ত উচ্চ, এবং এর স্ফুটনাঙ্ক 4,409 ডিগ্রী - এ পৌঁছায় যার অর্থ হল যে তাপমাত্রায় যেখানে বেশিরভাগ ধাতু গলে গেছে, জিরকোনিয়াম অবিচ্ছিন্ন থাকে।
জিরকোনিয়াম তিনটি অসাধারণ প্রতিভার গর্ব করে:
প্রথমত, এর "অভেদ্য" জারা প্রতিরোধের। জিরকোনিয়াম বেশিরভাগ অ্যাসিড, ক্ষার এবং সমুদ্রের জলের জন্য ব্যতিক্রমীভাবে প্রতিরোধী, সাধারণ অ্যাসিড এবং ক্ষারযুক্ত জলীয় দ্রবণগুলি খুব কমই এটিকে ক্ষয় করতে সক্ষম। এই বৈশিষ্ট্যটি এটিকে রাসায়নিক সরঞ্জাম - চুল্লি, অ্যাসিড-প্রতিরোধী পাম্প, হিট এক্সচেঞ্জার টিউব, ভালভ - যেখানেই ক্ষয় প্রতিরোধের প্রয়োজন হয়, সেখানে প্রায়ই জিরকোনিয়াম পাওয়া যায়।
দ্বিতীয়ত, এর "অ্যামডেটিং" গ্যাস-শোষণ করার ক্ষমতা। উত্তপ্ত হলে, জিরকোনিয়াম প্রচুর পরিমাণে অক্সিজেন, হাইড্রোজেন, নাইট্রোজেন এবং অন্যান্য গ্যাস শোষণ করতে পারে। মাত্র 100 গ্রাম ধাতব জিরকোনিয়াম 200 ডিগ্রিতে 817 লিটার হাইড্রোজেন শোষণ করতে পারে। বৈদ্যুতিক ভ্যাকুয়াম শিল্পে এই বৈশিষ্ট্যটি চালাকির সাথে ব্যবহার করা হয় - জিরকোনিয়াম ইলেকট্রন টিউবের অ্যানোডগুলিতে লেপা হয় অবশিষ্ট গ্যাসগুলি শোষণ করতে, উচ্চ- ভ্যাকুয়াম টিউব তৈরি করে।
তৃতীয়ত, অ্যালোয়িংয়ে এর "মিডাস টাচ"। জিরকোনিয়ামকে ধাতব শিল্পের "ভিটামিন" হিসেবে অভিহিত করা হয় - সামান্য পরিমাণ যোগ করলে তা উল্লেখযোগ্যভাবে উপাদান বৈশিষ্ট্যের উন্নতি করতে পারে। ইস্পাতের এক তামার সাথে একটু জিরকোনিয়াম যোগ করলে তা বৈদ্যুতিক পরিবাহিতার সাথে আপস না করেই এর গলনাঙ্ক বাড়াতে পারে, এটিকে উচ্চ-ভোল্টেজ পাওয়ার লাইনের জন্য অত্যন্ত উপযুক্ত করে তোলে।
পারমাণবিক যুগের "এক নম্বর ধাতু"
যদি উপরোক্তগুলি নিছক জিরকোনিয়ামের "সাইডলাইন" হয়, তবে এর "প্রধান পেশা" হল মানব শক্তির ল্যান্ডস্কেপের জন্য রূপান্তরকারী 足以।
যা জিরকোনিয়াম ধাতুগুলিকে পারমাণবিক চুল্লির মূল কাঠামোগত উপাদান করে তোলে তা হল একটি আপাতদৃষ্টিতে বিপরীতমুখী কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য - একটি অত্যন্ত কম তাপীয় নিউট্রন শোষণ ক্রস-বিভাগ৷ সহজ কথায়, পারমাণবিক বিভাজন দ্বারা উত্পাদিত নিউট্রন হল "স্ফুলিঙ্গ" যা চেইন বিক্রিয়াকে টিকিয়ে রাখে, তবুও বেশিরভাগ ধাতু নিউট্রনকে শোষণ করে যেমন স্পঞ্জ পানিতে ভিজিয়ে রাখে, যার ফলে প্রতিক্রিয়া বাধাগ্রস্ত হয়। জিরকোনিয়াম, যাইহোক, একটি ব্যতিক্রম - এটি খুব কম নিউট্রন শোষণ করে, একই সাথে উচ্চ-তাপমাত্রা, উচ্চ-300-400 ডিগ্রীতে চাপের জল থেকে ক্ষয় সহ্য করে এবং পারমাণবিক জ্বালানির সাথে ভাল সামঞ্জস্য বজায় রাখে।
এটি সুনির্দিষ্টভাবে সুবিধার এই সংমিশ্রণ যা জিরকোনিয়াম ধাতুগুলিকে দীর্ঘ, পাতলা-প্রাচীরযুক্ত টিউবে গড়া, ইউরেনিয়াম ডাই অক্সাইড ফুয়েল পেলেটগুলিকে আবদ্ধ করে এবং একটি পারমাণবিক চুল্লির প্রথম নিরাপত্তা বাধা হিসাবে পরিবেশন করতে দেয়৷ এটি অনুমান করা হয় যে বিশ্বব্যাপী উত্পাদিত জিরকোনিয়ামের 90% পারমাণবিক শক্তি সেক্টরে ব্যবহৃত হয়। পারমাণবিক সাবমেরিন থেকে "হুয়ালং ওয়ান" চুল্লি পর্যন্ত, জিরকোনিয়াম অ্যালয় ক্ল্যাডিং টিউবগুলি একটি অপরিহার্য "পারমাণবিক জ্বালানী বর্ম" হিসাবে রয়ে গেছে।
