हमारे पास व्यावसायिक फ्यूजन रिएक्टर कब होगा?

इस हफ्ते, दुनिया भर में यह खबर सुर्खियों में रही कि कैलिफोर्निया में लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी ने नेशनल इग्निशन सेंटर (एनआईएफ, अंग्रेजी में इसके संक्षिप्त नाम के लिए) के अपने रिएक्टर में ऊर्जा पैदा करके संलयन में ऐतिहासिक मील का पत्थर हासिल किया था। प्रतिक्रिया जारी करें। कुछ ऐसा जो मानवता को लगभग असीम, स्थायी ऊर्जा में महारत हासिल करने के लिए एक कदम और करीब लाता है जो स्वाभाविक रूप से सितारों को 'चालू' करता है, लेकिन हम यहां पृथ्वी पर अभी भी पूरी तरह से महारत हासिल करने की प्रक्रिया में हैं।

यह उपलब्धि दस मंजिला सुविधा के लिए तीन फुटबॉल मैदानों के आकार और 60 वर्षों के काम के लिए संभव हो पाई है। हालाँकि, यह एकमात्र ऐसी परियोजना नहीं है जिसका उद्देश्य हमारे सूर्य से दैनिक आधार पर निकलने वाली ऊर्जा का पुनरुत्पादन करना है और यह जलवायु परिवर्तन का उत्तर हो सकता है।

निस्संदेह, इसकी क्षमता और अंतर्राष्ट्रीय भागीदारी के कारण, विश्व संदर्भ अंतर्राष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर प्रायोगिक रिएक्टर (ITER) है, एक मेगाप्रोजेक्ट जिसमें यूरोपीय संघ, जापान, संयुक्त राज्य अमेरिका, दक्षिण कोरिया, भारत, रूस और चीन के देश शामिल हैं।

उन सभी ने 2006 में Cadarache (फ्रांस) में अब तक का सबसे रिएक्टर प्रोटोटाइप बनाने के लिए एक समझौते पर हस्ताक्षर किए जो यह साबित करता है कि, वास्तव में, संलयन ऊर्जा एक व्यवहार्य ऊर्जा स्रोत है। यह हमारी प्रयोगशालाओं में तारों के दबाव और तापमान की स्थिति को फिर से बनाने के प्रबंधन के तरीके में एनआईएफ से सबसे अलग है: जबकि उत्तर अमेरिकी एक जड़त्वीय बंधन प्रणाली पर आधारित है, एक ऐसी विधि जो तारों के बीम का लाभ उठाती है। एक मटर से छोटे गोले के अंदर ड्यूटेरियम और ट्रिटियम नाभिक को संपीड़ित करने के लिए शक्तिशाली लेज़रों का उपयोग करना, ITER विशाल, शक्तिशाली चुम्बकों - चुंबकीय परिरोध - का उपयोग उग्र प्लाज्मा को नियंत्रित करने के लिए करता है जिसमें एक विशाल डोनट के आकार के कंटेनर में बिजली उत्पन्न होती है। प्रतिष्ठित ऊर्जा रिसाव।

और, इस पद्धति के साथ, यह NIF की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से करने की उम्मीद करता है: जबकि लिवरमोर प्रयोग प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने के लिए आवश्यक ऊर्जा से दोगुनी ऊर्जा उत्पन्न करने का प्रबंधन करता है, ITER ने इस लाभ को दस गुना तक बढ़ाने का वादा किया है। और इतना ही नहीं, बल्कि इसका उद्देश्य उच्च शक्ति (केवल 500 मिनट से अधिक) पर रिकॉर्ड को 8 सेकंड तक और मध्यम शक्ति (1.500 मिनट) पर 25 सेकंड तक विस्तारित करना है, जो कि एनआईएफ रिएक्टर ने केवल कुछ ही बनाए रखा है (अब तक) एक सेकंड का अरबवां हिस्सा। हालांकि, यह अभी भी 80% निर्माण पर है और प्रयोग कम से कम 2028 तक शुरू नहीं होंगे। अवधि, फिर, फिलहाल, एनआईएफ के लिए।

यूरोपीय शर्त

"लेकिन कोई प्रतिद्वंद्विता नहीं है," सेविले विश्वविद्यालय में परमाणु, आणविक और परमाणु भौतिकी के प्रोफेसर एलोनोरा वीज़र ने कहा। “उनके लिए हमारी खुशी; यह कुछ लोगों की उपलब्धि नहीं है, यह पूरे समाज के लिए कुछ अच्छा है। विएजर, जिसे हाल ही में बीबीवीए फाउंडेशन द्वारा रॉयल स्पैनिश फिजिक्स सोसाइटी (आरएसईएफ) के साथ प्रायोजित भौतिकी पुरस्कारों में से एक के साथ मान्यता प्राप्त है, ने कई मुख्य प्रायोगिक रिएक्टरों के साथ काम किया है, जिसमें ज्वाइन यूरोपियन टोरस (जेईटी), यूरोपीय तुरुप का इक्का शामिल है। ऊर्जा के 'पवित्र कंघी बनानेवाले की रेती' की खोज में पीछे नहीं रहने के लिए। और फिलहाल कुछ भी खराब नहीं हो रहा है, क्योंकि JET, एक प्रकार का 'लघु' ITER-विशेष रूप से, एक टोकामक मॉडल जो दस गुना छोटा है-, पिछले फरवरी में 59 सेकंड के लिए 5 मेगाजूल उत्पन्न करने में कामयाब रहा।

एक समय जो छोटा लग सकता है, लेकिन भौतिकी के अध्ययन के संदर्भ में, यह लगभग ऐसा है जैसे प्लाज्मा 'जमे हुए' थे। कुछ ऐसा उस नौकरशाही के साथ भी हुआ है जो इस 'छोटे' रिएक्टर को नियंत्रित करती है, हालांकि यह यूरोपीय यूरोफ्यूजन कंसोर्टियम द्वारा शासित है, जो ब्रेक्सिट क्षेत्र में स्थित है, विशेष रूप से ऑक्सफोर्ड के पास कुल्हम शहर में। “फिर भी, यह कुछ ऐसा है जो प्रशासनिक स्तर पर सामने आ रहा है; सहकर्मियों के साथ हम यह नहीं देखते हैं कि एक जगह या दूसरी जगह से कौन है, वैज्ञानिक सहयोग समान रहता है", वीज़र बताते हैं।

JET, NIF के साथ, दुनिया में एकमात्र सक्रिय सुविधाएं हैं जो ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के साथ काम करती हैं, हाइड्रोजन के दो समस्थानिक जो संलयन प्रतिक्रियाओं को ईंधन देते हैं। ड्यूटेरियम प्राप्त करना काफी आसान है: यह समुद्री जल में मौजूद है; हालांकि, ट्रिटियम प्राप्त करने के लिए एक अधिक जटिल तत्व है: केवल भविष्य में 'इन सीटू' उत्पन्न होने वाले पैडलॉक में संलयन प्रतिक्रियाएं प्राप्त की जाएंगी, अब इसे लिथियम से निकालना आवश्यक है।

इस प्रकार परमाणु संलयन को ऊर्जा के व्यावहारिक रूप से असीमित, स्वच्छ और पर्यावरणीय रूप से स्थायी स्रोत के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, क्योंकि यह दीर्घकालिक रेडियोधर्मी अपशिष्ट उत्पन्न नहीं करता है। परमाणु विखंडन के विपरीत, परमाणु संलयन में, लंबे समय तक चलने वाले रेडियोधर्मी कचरे के उत्पादन के अलावा, चेरनोबिल या फुकुशिमा के समान घटना के लिए शारीरिक रूप से असंभव है, लेकिन गिरने की स्थिति में, प्रतिक्रिया स्वयं बुझ जाएगी।

पौराणिक मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) की सुविधाओं पर एक और उत्कृष्ट परियोजना स्पार्क है। कई कंपनियों और व्यक्तित्वों (उनमें से, माइक्रोसॉफ्ट के निर्माता, बिल गेट्स; और अमेज़ॅन मैग्नेट, जेफ बेजोस) ने उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट के आधार पर इस मॉडल पर इतनी दृढ़ता से दांव लगाया है कि इसके निर्माता पुष्टि करते हैं कि वे "चुंबकीय पृथ्वी पर निर्मित अब तक का सबसे शक्तिशाली क्षेत्र। वास्तव में, वे इतने आश्वस्त हैं कि वे वादा करते हैं कि उनके पास एक प्रोटोटाइप होगा जो एनआईएफ मील का पत्थर फिर से बना सकता है, हालांकि इस बार एक चुंबकीय बंधन डिवाइस में, 2025 तक तैयार हो जाएगा।

"यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि स्पार्क एक विद्युत उत्पादन रिएक्टर नहीं है, लेकिन एक वैज्ञानिक और तकनीकी प्रयोग है कि हमारे सहायक भविष्य के रिएक्टरों को अनुकूलित करने का प्रयास करेंगे, हमारे मॉडल को मान्य करेंगे और प्रदर्शित करेंगे कि संलयन संभव और आशाजनक है। ”, एसपीएआरसी परियोजना में एमआईटी सेंटर फॉर प्लाज़्मा एंड फ्यूजन साइंस के वैज्ञानिक शोधकर्ता पाब्लो रोड्रिग्ज-फर्नांडीज ने एबीसी को समझाया। «बिजली उत्पादन संयंत्र से पहले यह कदम बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि वर्षों से हमने जो प्रयोग किए हैं, वे अभी भी उन भौतिक तंत्रों से दूर हैं जो बिजली उत्पादन रिएक्टरों में आवश्यक हैं, इसलिए स्पार्क और आईटीईआर जैसे मध्यवर्ती कदम हैं। , नाजुक है।"

एशियाई 'सूरज'

न केवल पश्चिमी दुनिया के पास कृत्रिम सूर्य हैं। एशिया भी इस नई ऊर्जा में काफी रूचि ले रहा है। जापान-यूरोपीय सहयोग के साथ- आने वाले महीनों में JT-60SA का उद्घाटन करने जा रहा है। इबाराकी प्रान्त में स्थित, यह जेईटी की तरह ही टोकामक प्रकार का होगा। लेकिन यह अपने आकार को पार कर जाएगा, इसलिए आईटीईआर के खुलने तक यह अपनी श्रेणी का सबसे बड़ा प्रोटोटाइप होगा।

अपने हिस्से के लिए, चीन के पास कई मॉडल हैं, हालांकि सबसे उन्नत प्रायोगिक उन्नत सुपरकंडक्टिंग टोकामक रिएक्टर, ईएएसटी है। ड्यूटेरियम के साथ अकेले काम करने वाली यह मशीन वैज्ञानिकों द्वारा सीमा तक धकेल दी जाती है और 120 सेकंड के लिए 101 मिलियन डिग्री सेल्सियस के प्लाज्मा तापमान को बनाए रखने में कामयाब रही है; और न्यूनतम तापमान: 1.056 मिलियन डिग्री सेल्सियस पर 17 सेकंड (70 मिनट) तक बढ़ाएँ। पूर्व सप्ताह में, दक्षिण कोरिया ने KSTAR प्रोटोटाइप बनाया है, जो जनवरी 2021 में 100 सेकंड के लिए 20 मिलियन डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने में सक्षम था।

यह स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है कि ये सभी प्रोटोटाइप अभी भी प्रयोग हैं: अर्थात्, इस समय उनमें से कोई भी निर्मित ऊर्जा को स्थानांतरित नहीं करता है, उदाहरण के लिए, विद्युत नेटवर्क और न ही वे वाणिज्यिक संलयन रिएक्टर हैं। विशेषज्ञों के मुताबिक, इसके लिए हमें कम से कम अगले दशक तक इंतजार करना होगा। रोड्रिग्ज-फर्नांडीज कहते हैं, "यह अनुमान लगाना मुश्किल है कि ऊर्जा स्रोत के रूप में संलयन कब संभव होगा।" हालांकि, विलय में आने वाले निजी वित्तपोषण और हाल के वर्षों में हुई प्रगति के साथ, मुझे लगता है कि 2030 के दूसरे छमाही में जब हम बिजली उत्पादन के पहले प्रोटोटाइप देखेंगे। वीज़र सहमत हैं: "निसंदेह, हम संलयन के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण और बहुत ही रोमांचक समय पर हैं। मुझे लगता है कि हम वह पीढ़ी होंगे जो ऊर्जा के इस होनहार नए स्रोत को उड़ान भरते हुए देखेगी।"