টাংস্টেন হ্যালোজেন ল্যাম্প

১৯৫৮ সালে, E.G. Fridrich এবং E.H. Wiley প্রদীপ এর ভিতরে হ্যালোজেন গ্যাস (প্রধানত আয়োডিন) প্রবেশ করিয়ে টাঙ্গস্টেন হ্যালোজেন প্রদীপ বিকাশ করেছিলেন। মূলত, হ্যালোজেন গ্যাস ছাড়া, প্রদীপের ফিলামেন্ট উচ্চ তাপমাত্রায় পরিচালিত হওয়ার কারণে তার ফিলামেন্ট ক্রমশ দুর্বল হয়ে যায়। সাধারণ প্রদীপ থেকে উত্তোলিত টাঙ্গস্টেন ক্রমশ বাল্বের পৃষ্ঠে জমা হয়। ফলে লুমেন বাল্ব থেকে বেরিয়ে আসার পথে বাধাপ্রাপ্ত হয়। তাই প্রদীপের কার্যকারিতা, অর্থাৎ লুমেন/ওয়াট ক্রমশ কমে যায়। কিন্তু প্রদীপে হ্যালোজেন গ্যাস প্রবেশ করায় এই সমস্যাটি দূর হয় এবং বিভিন্ন সুবিধা পাওয়া যায়। এই প্রবেশকৃত হ্যালোজেন গ্যাস উত্তোলিত টাঙ্গস্টেনকে টাঙ্গস্টেন হ্যালাইডে রূপান্তরিত করে, যা ৫০০K থেকে ১৫০০K তাপমাত্রায় বাল্বের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠে জমা হয় না। তাই লুমেন কখনও বাধাপ্রাপ্ত হয় না। ফলে প্রদীপের লুমেন/ওয়াট ক্ষয় প্রাপ্ত হয় না। আবার চাপযুক্ত হ্যালোজেন গ্যাস প্রবেশ করায় ফিলামেন্টের উত্তোলনের হার কমে যায়।

হ্যালোজেন প্রদীপের কার্যপ্রণালী

হ্যালোজেন প্রদীপের কার্যপ্রণালী হ্যালোজেনের পুনর্জন্ম চক্রের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে।

প্রদীপ উচ্চ তাপমাত্রায় টাঙ্গস্টেন ফিলামেন্ট উত্তোলিত হয়। বাল্বের অভ্যন্তরে গ্যাসের কনভেকশনাল প্রবাহের কারণে উত্তোলিত টাঙ্গস্টেন ফিলামেন্ট থেকে দূরে পরিবহিত হয়। বাল্বের প্রাচীর তুলনামূলকভাবে ঠাণ্ডা। তাই উত্তোলিত টাঙ্গস্টেন বাল্বের অভ্যন্তরীণ প্রাচীরে আটকে যায়। কিন্তু যখন বাল্বের ভিতরে আয়োডিন জাতীয় হ্যালোজেন ব্যবহৃত হয়, তখন এই ঘটনা ঘটে না। হ্যালোজেন প্রদীপের ফিলামেন্টের তাপমাত্রা ৩৩০০K পর্যন্ত রাখা হয়। তাই এখানেও টাঙ্গস্টেন ফিলামেন্ট থেকে উত্তোলিত হয়। বাল্বের অভ্যন্তরে গ্যাসের কনভেকশনাল প্রবাহের কারণে উত্তোলিত টাঙ্গস্টেন পরমাণুগুলি ফিলামেন্ট থেকে দূরে পরিবহিত হয়, যেখানে তারা আয়োডিন বাষ্পের সাথে মিশে টাঙ্গস্টেন আয়োডাইড গঠন করে। টাঙ্গস্টেন এবং আয়োডিনের সংযোজনের জন্য প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা ২০০০K।

এরপর, বাল্বের অভ্যন্তরে গ্যাসের কনভেকশনাল প্রবাহ টাঙ্গস্টেন আয়োডাইডকে তুলনামূলকভাবে ঠাণ্ডা প্রাচীরে পরিবহন করে। কিন্তু বাল্বটি এমনভাবে ডিজাইন করা হয় যে, গ্লাস প্রাচীরের তাপমাত্রা ৫০০K থেকে ১৫০০K পর্যন্ত থাকে এবং এই তাপমাত্রায় টাঙ্গস্টেন আয়োডাইড বাল্বের প্রাচীরে আটকে যায় না। এটি একই কনভেকশনাল প্রবাহের কারণে ফিলামেন্টের দিকে ফিরে আসে। আবার, ফিলামেন্টের নিকটে যেখানে তাপমাত্রা ২৮০০K এর বেশি, সেখানে টাঙ্গস্টেন আয়োডাইড টাঙ্গস্টেন এবং আয়োডিন বাষ্পে বিভক্ত হয়। কারণ টাঙ্গস্টেন আয়োডাইডকে টাঙ্গস্টেন এবং আয়োডিন পরমাণুতে বিভক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা ২৮০০K এর বেশি।

তারপর, এই টাঙ্গস্টেন পরমাণুগুলি আরও অগ্রসর হয় এবং পূর্বে উত্তোলিত টাঙ্গস্টেনের প্রতিস্থাপন করার জন্য ফিলামেন্টে পুনরায় জমা হয়। তারপর তারা আবার উচ্চ ফিলামেন্ট তাপমাত্রার কারণে উত্তোলিত হয় এবং আয়োডিন প্রাপ্ত হয়ে আয়োডাইড গঠন করে। এই চক্র পুনরাবৃত্ত হয়। তাই ফিলামেন্ট স্থায়ীভাবে উত্তোলিত হয় না, ফলে ফিলামেন্টের তাপমাত্রা সাধারণ প্রদীপ তুলনায় অনেক বেশি রাখা যায়, যা এটিকে আরও কার্যকর করে, অর্থাৎ লুমেন/ওয়াট রেটিং বেশি হয়। যেহেতু ফিলামেন্টের স্থায়ী উত্তোলন নেই, তাই টাঙ্গস্টেন হ্যালোজেন প্রদীপ এর জীবনকাল অনেক বেশি হয় এবং আলোকপ্রচারের স্পষ্টতা থাকে। রাসায়নিক সমীকরণটি হল

হ্যালোজেন প্রদীপের নির্মাণ

হ্যালোজেন প্রদীপের তুলনায়, প্রদীপ তার জীবনের শেষে ৮০% লুমেন প্রদান করতে পারে, কারণ গ্লাস প্রাচীরের স্পষ্টতা টাঙ্গস্টেন জমার কারণে কমে যায়, কিন্তু টাঙ্গস্টেন হ্যালোজেন প্রদীপ তার জীবনের শেষে ৯৫% লুমেন প্রদান করতে পারে। পূর্বে বোরোসিলিকেট বা অ্যালুমিনোসিলিকেট গ্লাস হ্যালোজেন প্রদীপের বাল্ব তৈরি করার জন্য ব্যবহৃত হত। কারণ তারা উচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে এবং তাদের তাপীয় প্রসারণ সহগ খুব কম। কিন্তু এখন কোয়ার্টজ ব্যাপকভাবে হ্যালোজেন বাল্ব গ্লাস তৈরি করার জন্য ব্যবহৃত হয়। কোয়ার্টজ হল স্বচ্ছ সিলিকা এবং পুরোপুরি সিলিকন ডাইঅক্সাইড। এটি অনেক শক্তিশালী এবং বোরোসিলিকেট বা অ্যালুমিনা সিলিকেট গ্লাসের তুলনায় উচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে। কোয়ার্টজ বাল্ব ১৯০০K এর উপরে নরম হতে পারে। আবার ফিলামেন্টের চারপাশে ২৮০০K তাপমাত্রা রাখা প্রয়োজন হয় যাতে হ্যালোজেন চক্র সম্পূর্ণ হয়। তাই ফিলামেন্ট এবং কোয়ার্টজ বাল্বের প্রাচীরের মধ্যে দূরত্ব এমনভাবে রাখা হয় যাতে কোয়ার্টজ বাল্বের প্রাচীর তাপমাত্রা ১৯০০K এর নিচে থাকে। বাল্বের প্রাচীর শক্তিশালী এবং আয়তনে ছোট হওয়া দরকার, যাতে প্রদীপটি কয়েকটি বায়ুমন্ডলের চাপে পরিচালিত হতে পারে। আবার বাল্বের অভ্যন্তরে উচ্চ চাপ টাঙ্গস্টেন ফিলামেন্টের উত্তোলনের হার কমিয়ে দেয়। বাল্বের অভ্যন্তরে হ্যালোজেন গ্যাসের পাশাপাশি নাইট্রোজেন এবং আর্গন মিশ্রিত করা হয় যাতে বাল্বের অভ্যন্তরে উচ্চ গ্যাস চাপ রাখা যায়। ফলে প্রদীপটি উচ্চ তাপমাত্রায় এবং উচ্চ আলোক কার্যকারিতায় দীর্ঘ সময় পরিচালিত হতে পারে। বর্তমানের বেশিরভাগ প্রদীপ আয়োডিনের পরিবর্তে ব্রোমিন ব্যবহার করে। ব্রোমিন রঙহীন, কিন্তু আয়োডিন পার্পল টিন্ট রঙের।

টাঙ্গস্টেন হ্যালোজেন প্রদীপের প্রয়োগ

টাঙ্গস্টেন হ্যালোজেন প্রদীপ বিভিন্ন আকারে পাওয়া যায়, কিন্তু সবচেয়ে বেশি সময় ফিলামেন্ট অক্ষ-অনুসারে সাজানো টিউবুলার আকারে পাওয়া যায়। আবার তারা ডাবল এন্ড এবং সিঙ্গল এন্ড উভয় প্রকারেই পাওয়া যায়। নিচে দুই প্রকার দেখানো হল।
নিচে দুই প্রকার দেখানো হল।

টাঙ্গস্টেন হ্যালোজেন প্রদীপ সংশ্লিষ্ট রঙের তাপমাত্রা, উত্তম লুমেন রক্ষা এবং যুক্তিসঙ্গত জীবনকাল দেয়। টাঙ্গস্টেন হ্যালোজেন প্রদীপ বাইরের আলোক প্রয়োগে উপযুক্ত। বিশেষত এগুলি খেলার আলো, থিয়েটার, স্টুডিও এবং টেলিভিশন আলোক ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়। তাদের ফিলামেন্ট সাধারণত যান্ত্রিকভাবে স্থিত