নির্বাত নল বা বায়ুশূন্য নল এক ধরনের কাচের নল, যার ভেতর থেকে সব বায়বীয় পদার্থ নিষ্কাশন করে ফেলা হয় এবং এতে তড়িৎ-দ্বার স্থাপন করে এর ভেতরে ইলেক্ট্রনের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করা হয়। আদি কম্পিউটার যন্ত্রগুলোতে নির্বাত নলগুলোকে সুইচ কিংবা বিবর্ধক হিসেবে ব্যবহার করা হতো। নির্বাত নলের ইংরেজি পারিভাষিক নাম 'ভ্যাকুয়াম টিউব'।
একটি ভ্যাকুয়াম টিউব, একটি ইলেক্ট্রন টিউব, ভাল্ব বা স্বতঃস্ফূর্তভাবে একটি নল, এমন একটি ডিভাইস যা একটি উচ্চ শূন্যস্থানে বৈদু্যতিন প্রবাহকে নিয়ন্ত্রণ করে বৈদু্যতিন সম্ভাব্য পার্থক্য প্রয়োগ করা হয়। যা থার্মিয়োনিক টিউব বা থার্মিয়োনিক ভাল্ব হিসাবে পরিচিত একটি গরম ক্যাথোড থেকে ইলেক্ট্রনগুলোর থার্মিয়োনিক নির্গমনে ব্যবহার করে এবং সংকেত পরিবর্ধন এবং সংশোধনের মতো কয়েকটি মৌলিক বৈদু্যতিক কাজের জন্য ব্যবহৃত হয়।
জন অ্যামব্রোজ ফ্লেমিং কর্তৃক ১৯০৪ সালে উদ্ভাবিত সবচেয়ে সহজ ভ্যাকুয়াম টিউব, ডায়োডে কেবল উত্তপ্ত ইলেক্ট্রন-নির্গমনকারী ক্যাথোড এবং একটি এনোড থাকে। ইলেক্ট্রনগুলো কেবল ডিভাইসের মাধ্যমে একদিকে প্রবাহিত হতে পারে- ক্যাথোড থেকে আনোডে। টিউবের মধ্যে এক বা একাধিক নিয়ন্ত্রণ গ্রিড যুক্ত করা হলে ক্যাথোড এবং আনোডের মধ্যে স্রোতকে গ্রিডের ভোল্টেজ দ্বারা নিয়ন্ত্রণ করা যায়।
এই ডিভাইসগুলো বিংশ শতাব্দীর প্রথমার্ধের জন্য বৈদু্যতিক সার্কিটগুলোর মূল উপাদান হয়ে ওঠে। এগুলো রেডিও, টেলিভিশন, রাডার, শব্দ রেকর্ডিং এবং প্রজনন, দীর্ঘ-দূরত্বের টেলিফোন নেটওয়ার্ক এবং অ্যানালগ এবং প্রাথমিক ডিজিটাল কম্পিউটারগুলোর বিকাশের জন্য গুরুত্বপূর্ণ ছিল যদিও কিছু অ্যাপিস্নকেশন রেডিও বা মেকানিক্যাল কম্পিউটারগুলোর জন্য স্পার্ক গ্যাপ ট্রান্সমিটারের মতো আগের প্রযুক্তি ব্যবহার করেছিল, তবে এটি ছিল থার্মিয়োনিক ভ্যাকুয়াম নলের আবিষ্কার যা এই প্রযুক্তিগুলোকে ব্যাপক এবং ব্যবহারিক করে তোলে এবং বৈদু্যতিনের শৃঙ্খলা তৈরি করে।
শ্রেণিবিভাগ : থার্মিয়োনিক ভ্যাকুয়াম টিউবগুলোর একটি শ্রেণিবিন্যাস হলো সক্রিয় ইলেক্ট্রোডের সংখ্যা দ্বারা। দুটি সক্রিয় উপাদানসহ একটি ডিভাইস হলো একটি ডায়োড, সাধারণত সংশোধন করার জন্য ব্যবহৃত হয়। তিনটি উপাদানযুক্ত ডিভাইসগুলো পরিবর্ধন এবং সুইচিংয়ের জন্য ট্রায়োড হয়। অতিরিক্ত ইলেক্ট্রোডগুলো টেট্রোড ও পেন্টোড।
অন্যান্য শ্রেণিবিন্যাসগুলো হলো-
১. ফ্রিকোয়েন্সি সীমা দ্বারা (অডিও, রেডিও, ভিএইচএফ, ইউএইচএফ, মাইক্রোওয়েভ)
২. পাওয়ার রেটিং দ্বারা (ছোট-সংকেত, অডিও শক্তি, উচ্চ-শক্তি রেডিও ট্রান্সমিশন)
৩. ক্যাথোড/ফিলামেন্টের ধরনের মাধ্যমে (পরোক্ষভাবে উত্তপ্ত, সরাসরি উত্তপ্ত) এবং উষ্ণ-আপ সময় ('উজ্জ্বল-নির্গমনকারী' বা 'নিস্তেজ-এমিটার'সহ)
৪. বৈশিষ্ট্যযুক্ত কার্ভ ডিজাইন দ্বারা (উদাহরণস্বরূপ, কিছু পেন্টোডে তীক্ষ্ন-বনাম রিমোট-কাট অফ)
৫. অ্যাপিস্নকেশন দ্বারা (টিউবগ্রহণ, টিউব সংক্রমণ, প্রশস্তকরণ বা সুইচিং, সংশোধন, মিশ্রণ)
৬.বিশেষায়িত প্যারামিটারগুলো (দীর্ঘজীবন, খুব কম মাইক্রোফোনিক সংবেদনশীলতা এবং কম-শব্দ অডিও পরিবর্ধন, অস্পষ্ট/সামরিক সংস্করণ)
৭. বিশেষকৃত ফাংশন (হালকা বা রেডিয়েশন শনাক্তকারী, ভিডিও ইমেজিং টিউব)
৮. তথ্য প্রদর্শন করতে ব্যবহৃত টিউবগুলো (নিক্সি টিউবস, 'ম্যাজিক আই' টিউব, ভ্যাকুয়াম ফ্লুরোসেন্ট প্রদর্শন, সিআরটি)
টিউবের বিভিন্ন ফাংশন রয়েছে, যেমন ক্যাথোড টিউব যা বৈদু্যতিক মাইক্রোস্কোপি এবং ইলেক্রন বিম লিথোগ্রাফির মতো আরও বিশেষ ক্রিয়াকলাপ প্রদর্শনের উদ্দেশ্যে ইলেক্ট্রনের একটি মরীচি তৈরি করে। এক্স-রে টিউবগুলোও ভ্যাকুয়াম টিউব। ফোটোটিউব এবং ফটোমলিটপস্নায়াররা শূন্যতার মধ্য দিয়ে বৈদু্যতিক প্রবাহের উপর নির্ভর করে, যদিও এই ক্ষেত্রে ক্যাথোড থেকে ইলেক্ট্রন নিঃসরণ থার্মিয়োনিক নিঃসরণের পরিবর্তে ফোটনগুলোর শক্তির উপর নির্ভর করে। যেহেতু এই ধরনের 'ভ্যাকুয়াম টিউবগুলো' বৈদু্যতিক পরিবর্ধন এবং সংশোধন ছাড়া অন্য কার্যাদি রয়েছে সেগুলো তাদের নিজস্ব নিবন্ধে বর্ণিত হয়েছে।
বিবরণ : একটি শূন্যস্থান নল একটি বায়ুচাপ খামের ভিতরে একটি ভ্যাকুয়ামে দুটি বা ততোধিক ইলেক্ট্রোড ধারণ করে। বেশির ভাগ টিউবগুলোতে কোভার সিলেবল বোরোসিলিকেট চশমার ওপর ভিত্তি করে কাচ থেকে ধাতু সিলের সঙ্গে কাচের খাম রয়েছে, যদিও সিরামিক এবং ধাতব খামগুলো ব্যবহার করা হয়েছে। ইলেক্ট্রোডগুলো সিসাগুলোর সঙ্গে সংযুক্ত থাকে যা এয়ারটাইট সিলের মাধ্যমে খামের মধ্যদিয়ে যায়। ফিলামেন্ট বা হিটার জ্বলতে থাকা বা অন্যান্য ব্যর্থতার কারণে বেশির ভাগ ভ্যাকুয়াম টিউবগুলোর জীবনকাল সীমিত থাকে, তাই এগুলো প্রতিস্থাপনযোগ্য ইউনিট হিসেবে তৈরি করা হয়; ইলেক্ট্রোড বাড়ে টিউবের ভিত্তিতে পিনের সঙ্গে সংযোগ স্থাপন করে যা একটি নল সকেটে পস্নাগ হয়। বেস টার্মিনালগুলো ছাড়াও, কিছু টিউবগুলোর একটি শীর্ষ ক্যাপে ইলেক্ট্রোড সমাপ্ত হয়। এটি করার প্রধান কারণ টিউব বেসের মাধ্যমে ফুটো প্রতিরোধ এড়ানো, বিশেষত উচ্চ প্রতিবন্ধী গ্রিড ইনপুটটির জন্য।
প্রাথমিক টিউবগুলো ক্যাথোড হিসাবে ফিলামেন্ট ব্যবহার করে; একে 'সরাসরি উত্তপ্ত' নল বলা হয়। বেশির ভাগ আধুনিক টিউবগুলো একটি 'হিটার' উপাদান দ্বারা 'পরোক্ষভাবে উত্তপ্ত' হয়ে থাকে যা ক্যাথোড রং হিটারটি বৈদু্যতিনভাবে পার্শ্ববর্তী ক্যাথোড থেকে বিচ্ছিন্ন হয় এবং কেবল বৈদু্যতিনের তাপীয় নির্গমনের জন্য পর্যাপ্ত পরিমাণে ক্যাথোডকে গরম করে তোলে। বৈদু্যতিক বিচ্ছিন্নতা বিভিন্ন টিউবের ক্যাথোডগুলোকে বিভিন্ন ভোল্টেজগুলোতে পরিচালিত করার সময় সব টিউবের হিটারগুলো একটি সাধারণ সার্কিট থেকে সরবরাহ করার অনুমতি দেয়। এইচ.জে রাউন্ড ১৯১৩ সালের দিকে পরোক্ষভাবে উত্তপ্ত টিউব আবিষ্কার করেছিলেন।
নলটি শূন্যস্থান রয়েছে বলে বেশির ভাগ ছোট এবং মাঝারি শক্তি টিউবগুলোতে অ্যানোডগুলো কাচের খামের মাধ্যমে বিকিরণ দ্বারা শীতল হয়। কিছু বিশেষ উচ্চশক্তির প্রয়োগগুলোতে, বাহ্যিক তাপের ডুবকে তাপ সঞ্চালনের জন্য অ্যানোড ভ্যাকুয়াম খামের অংশ গঠন করে, সাধারণত একটি বেস্নায়ার বা জল-জ্যাকেট দ্বারা শীতল করা হয়। ডায়োড ছাড়া অতিরিক্ত ইলেক্ট্রোডগুলো ক্যাথোড এবং পেস্নটের মধ্যে অবস্থিত। এই ইলেক্ট্রোডগুলোকে গ্রিড হিসাবে উলেস্নখ করা হয় কারণ এগুলো শক্ত ইলেক্ট্রোড নয় তবে বিরল উপাদান রয়েছে যার মাধ্যমে বৈদু্যতিকগুলো পেস্নটে যাওয়ার পথে যেতে পারে। ভ্যাকুয়াম টিউবটি গ্রিডের সংখ্যার ওপর নির্ভর করে ট্রাইড, টেট্রোড, পেন্টোড ইত্যাদি নামে পরিচিত। একটি ট্রাইডে তিনটি ইলেক্ট্রোড থাকে: আনোড, ক্যাথোড এবং একটি গ্রিড। নিয়ন্ত্রণ গ্রিড হিসাবে পরিচিত প্রথম গ্রিড, ডায়োডকে একটি ভোল্টেজ-নিয়ন্ত্রিত ডিভাইসে রূপান্তরিত করে। কন্ট্রোল গ্রিডে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ ক্যাথোড এবং পেস্নটের মধ্যে বর্তমানকে প্রভাবিত করে।
