परमाणु संलयन रिएक्टर संचालन में अभूतपूर्व सफलता
चीन के वैज्ञानिकों ने परमाणु संलयन प्रौद्योगिकी में एक अभूतपूर्व उपलब्धि हासिल की है। उन्होंने ग्रीनवाल्ड घनत्व सीमा को पार कर लिया है, जो टोकामाक रिएक्टरों के संचालन में लंबे समय से चली आ रही एक बाधा थी। यह उपलब्धि हमें संलयन को एक स्थायी ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करने के करीब ला सकती है।
फ्यूजन पावर
- संलयन ऊर्जा सूर्य में होने वाली प्रक्रियाओं की नकल करती है, जहां हाइड्रोजन परमाणु मिलकर हीलियम बनाते हैं, जिससे ऊर्जा निकलती है।
- इस प्रतिक्रिया के लिए अत्यंत उच्च तापमान, 100,000,000 डिग्री सेल्सियस से अधिक, और हाइड्रोजन परमाणुओं की सघन पैकिंग की आवश्यकता होती है।
- रिएक्टरों में सफलता का मापन घनत्व × तापमान × परिरोधन समय के त्रिगुणित गुणनफल द्वारा किया जाता है, जिसे प्रज्वलन या स्व-स्थायी प्रतिक्रियाओं को प्राप्त करने के लिए अधिकतम किया जाना आवश्यक है।
ग्रीनवाल्ड घनत्व सीमा और टोकामाक
- टोकामाक डोनट के आकार के चुंबकीय पात्र होते हैं जिन्हें अत्यधिक गर्म प्लाज्मा को धारण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
- ग्रीनवाल्ड घनत्व सीमा एक ऐसी सीमा है जिसके आगे प्लाज्मा ढह जाता है, जिससे रिएक्टर को नुकसान होने का खतरा होता है।
- चीन में स्थित ईस्ट रिएक्टर ने इस सीमा से परे संचालन किया और सामान्य से 65% अधिक घनत्व प्राप्त किया।
घनत्व सीमा को पार करने की तकनीकें
- इलेक्ट्रॉन साइक्लोट्रॉन अनुनाद तापन (ECRH) को कक्ष में ड्यूटेरियम गैस की मात्रा बढ़ाने के साथ संयोजित करना।
- अशुद्धियों को कम करने और प्लाज्मा-दीवार की परस्पर क्रिया को स्थिर करने के लिए टंगस्टन की सतहों पर लिथियम की परत चढ़ाना।
प्लाज्मा-दीवार स्व-संगठन सिद्धांत
- इसे प्लाज्मा के व्यवहार की गणितीय भविष्यवाणी करने के लिए विकसित किया गया है, जो दो स्थिर अवस्थाओं की व्याख्या करता है: घनत्व-सीमा और घनत्व-मुक्त अवस्थाएँ।
- एक ठंडा डायवर्टर टकराव और अशुद्धियों को कम करता है, जिससे स्वच्छ और सघन प्लाज्मा प्राप्त होता है।
प्रायोगिक अवलोकन
- ईस्ट टीम ने पाया कि उच्च गैस दबाव के परिणामस्वरूप डायवर्टर ठंडा रहता है और टंगस्टन का संदूषण कम होता है।
- परीक्षणों में कम गैस दबाव के कारण ECRH पावर का प्रभाव कम रहा।
- बार-बार दिए गए ECRH शॉट्स से समय के साथ दीवार की स्थिति में सुधार हुआ, जिससे प्लाज्मा का घनत्व बढ़ गया।
- डायवर्टर के पास प्लाज्मा का तापमान कम होने के साथ, लगभग 5.6 × 10¹⁹ कण प्रति घन मीटर का घनत्व प्राप्त हुआ।
- प्लाज्मा में अशुद्धियाँ कम थीं, जो PWSO सिद्धांत की भविष्यवाणियों के अनुरूप थीं।
निहितार्थ और भविष्य की संभावनाएं
- इन निष्कर्षों से भविष्य के संलयन उपकरणों में घनत्व सीमाओं को बढ़ाने के लिए एक स्केलेबल मार्ग का प्रस्ताव मिलता है।
- यह इस धारणा को चुनौती देता है कि घनत्व ग्रीनवाल्ड सीमा द्वारा सख्ती से सीमित है, जिससे कम तापमान पर प्रज्वलन या कम समय तक सीमित रहने की संभावनाएँ खुलती हैं।
- अंतर्राष्ट्रीय संलयन प्रयोग परियोजना ITER के लिए इसकी संभावित प्रासंगिकता है, जिसमें भारत ने निवेश किया है।
कुल मिलाकर, हालांकि यह प्रगति संलयन ऊर्जा की सभी चुनौतियों का समाधान नहीं करती है, लेकिन यह संलयन को एक व्यवहार्य ऊर्जा स्रोत बनाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
