अनि मर्जर ?
सामग्रीहरू
गत वर्षको अन्त्यमा चिनियाँ विशेषज्ञहरूद्वारा संश्लेषणको लागि रिएक्टरको निर्माणको बारेमा रिपोर्टहरू सनसनीपूर्ण लाग्यो (१)। चीनको सरकारी सञ्चारमाध्यमले चेङ्दुको एउटा अनुसन्धान केन्द्रमा रहेको HL-1M सुविधा सन् २०२० मा सञ्चालनमा आउने जनाएको छ। मिडिया रिपोर्टहरूको टोनले संकेत गर्यो कि थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजनको अपरिहार्य ऊर्जामा पहुँचको मुद्दा सदाको लागि हल भयो।
विवरणहरूमा नजिकको नजरले आशावादलाई शान्त पार्न मद्दत गर्दछ।
नयाँ tokamak प्रकार उपकरण, अहिले सम्म थाहा भएको भन्दा धेरै उन्नत डिजाइन संग, 200 मिलियन डिग्री सेल्सियस भन्दा माथि तापमान संग प्लाज्मा उत्पन्न गर्नुपर्छ। चाइना नेशनल न्यूक्लियर कर्पोरेशनको साउथवेस्टर्न इन्स्टिच्युट अफ फिजिक्सका प्रमुख डुआन सिउरुले एक प्रेस विज्ञप्तिमा यो घोषणा गर्नुभएको हो। उक्त उपकरणले आयोजनामा काम गर्ने चिनियाँलाई प्राविधिक सहयोग उपलब्ध गराउनेछ अन्तर्राष्ट्रिय थर्मोन्यूक्लियर प्रायोगिक रिएक्टर (ITER)साथै निर्माण।
त्यसैले मलाई लाग्छ कि यो अझै ऊर्जा क्रान्ति होइन, यद्यपि यो चिनियाँ द्वारा सिर्जना गरिएको हो। रिएक्टर KhL-2M अहिलेसम्म थोरै थाहा छ। हामीलाई थाहा छैन कि यस रिएक्टरको अनुमानित थर्मल आउटपुट के हो वा यसमा परमाणु फ्यूजन प्रतिक्रिया चलाउनको लागि कुन स्तरको ऊर्जा चाहिन्छ। हामीलाई सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कुरा थाहा छैन - के चिनियाँ फ्यूजन रिएक्टर सकारात्मक ऊर्जा सन्तुलन भएको डिजाइन हो, वा यो केवल अर्को प्रयोगात्मक फ्यूजन रिएक्टर हो जसले फ्युजन प्रतिक्रियालाई अनुमति दिन्छ, तर एकै समयमा "इग्निशन" को लागि बढी ऊर्जा चाहिन्छ। ऊर्जा जुन प्रतिक्रियाहरूको परिणामको रूपमा प्राप्त गर्न सकिन्छ।
अन्तर्राष्ट्रिय प्रयास
चीन, युरोपेली संघ, संयुक्त राज्य अमेरिका, भारत, जापान, दक्षिण कोरिया र रुस सहित, ITER कार्यक्रम को सदस्य हो। यो माथि उल्लेखित देशहरू द्वारा वित्त पोषित हालको अन्तर्राष्ट्रिय अनुसन्धान परियोजनाहरू मध्ये सबैभन्दा महँगो हो, लगभग 20 बिलियन अमेरिकी डलर लागत। यो शीतयुद्धको समयमा मिखाइल गोर्बाचेभ र रोनाल्ड रेगनको सरकारहरू बीचको सहयोगको परिणाम स्वरूप खोलिएको थियो र धेरै वर्ष पछि 2006 मा यी सबै देशहरूले हस्ताक्षर गरेको सन्धिमा समावेश गरिएको थियो।
2. ITER tokamak को निर्माण स्थल मा
दक्षिणी फ्रान्सको Cadarache मा रहेको ITER परियोजना (2) ले संसारको सबैभन्दा ठूलो टोकमाक विकास गरिरहेको छ, अर्थात्, एक प्लाज्मा चेम्बर जसलाई विद्युत चुम्बकद्वारा उत्पन्न शक्तिशाली चुम्बकीय क्षेत्र प्रयोग गरेर नियन्त्रण गर्नुपर्दछ। यो आविष्कार 50 र 60 को दशकमा सोभियत संघ द्वारा विकसित गरिएको थियो। परियोजना प्रबन्ध, Lavan Koblenz, संगठनले डिसेम्बर 2025 सम्ममा "पहिलो प्लाज्मा" प्राप्त गर्ने घोषणा गर्यो। ITER ले प्रत्येक पटक लगभग 1 हजार व्यक्तिहरूको लागि थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियालाई समर्थन गर्नुपर्छ। सेकेन्ड, शक्ति प्राप्त गर्दै 500-1100 मेगावाट। तुलना को लागी, आज सम्म को सबै भन्दा ठूलो ब्रिटिश tokamak, जेट (संयुक्त युरोपेली टोरस), धेरै दशौं सेकेन्डको लागि प्रतिक्रिया कायम राख्छ र शक्ति प्राप्त गर्दछ 16 मेगावाट। यस रिएक्टरमा उर्जा तातोको रूपमा छोडिनेछ - यसलाई बिजुलीमा रूपान्तरण गर्नु हुँदैन। ग्रिडमा फ्युजन पावर डेलिभर गर्ने प्रश्न बाहिर छ किनकि परियोजना अनुसन्धान उद्देश्यका लागि मात्र हो। यो ITER को आधारमा मात्र हो कि थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टरहरूको भावी पुस्ता निर्माण हुनेछ, शक्तिमा पुग्न। 3-4 हजार। मेगावाट.
सामान्य फ्युजन पावर प्लान्टहरू अझै अवस्थित नहुनुको मुख्य कारण (६० वर्षभन्दा बढी व्यापक र महँगो अनुसन्धानको बाबजुद) प्लाज्माको व्यवहारलाई नियन्त्रण र "प्रबन्ध" गर्न कठिनाई हो। जे होस्, वर्षौंको प्रयोगले धेरै मूल्यवान आविष्कारहरू निकालेको छ, र आज फ्युजन ऊर्जा पहिले भन्दा नजिक देखिन्छ।
हेलियम-3 थप्नुहोस्, हलचल र तातो गर्नुहोस्
ITER विश्वव्यापी फ्युजन अनुसन्धानको मुख्य फोकस हो, तर धेरै अनुसन्धान केन्द्रहरू, कम्पनीहरू र सैन्य प्रयोगशालाहरूले शास्त्रीय दृष्टिकोणबाट विचलित अन्य फ्युजन परियोजनाहरूमा पनि काम गरिरहेका छन्।
उदाहरणका लागि, हालैका वर्षहरूमा आयोजित म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीबाट साथ प्रयोगहरू हेलम-3 Tokamak मा, सहित रोमाञ्चक परिणाम दिए ऊर्जामा दश गुणा वृद्धि प्लाज्मा आयन। म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीमा सी-मोड टोकमाकमा प्रयोग गर्ने वैज्ञानिकहरूले बेल्जियम र बेलायतका विशेषज्ञहरूसँग मिलेर तीन प्रकारका आयनहरू भएको नयाँ प्रकारको थर्मोन्यूक्लियर इन्धनको विकास गरेका छन्। टोली अल्केटर सी-मोड (3) ले सेप्टेम्बर 2016 मा फिर्ता एक अध्ययन सञ्चालन गर्यो, तर यी प्रयोगहरूबाट डाटा भर्खरै मात्र विश्लेषण गरिएको छ, जसले प्लाज्मा ऊर्जामा ठूलो वृद्धि प्रकट गर्दछ। नतिजाहरू यति उत्साहजनक थिए कि बेलायतमा विश्वको सबैभन्दा ठूलो अपरेटिङ फ्यूजन प्रयोगशाला, JET चलाउने वैज्ञानिकहरूले प्रयोगहरू दोहोर्याउने निर्णय गरे। ऊर्जामा समान वृद्धि हासिल भएको थियो। अध्ययनको नतिजा नेचर फिजिक्स जर्नलमा प्रकाशित भएको छ ।
3. Tokamak Alcator C-Mod सञ्चालनमा छ
आणविक इन्धनको दक्षतामा सुधार गर्ने कुञ्जी दुईको सट्टा एक न्युट्रोन सहित हिलियमको स्थिर आइसोटोप, हेलियम-3 को ट्रेस मात्रा थप्नु थियो। एल्केटर सी विधिमा प्रयोग गरिएको आणविक इन्धनमा पहिले मात्र दुई प्रकारका आयनहरू थिए, ड्युटेरियम र हाइड्रोजन। ड्युटेरियम, हाइड्रोजनको स्थिर आइसोटोप जसको न्यूक्लियसमा न्यूट्रोन हुन्छ (न्युट्रोन बिनाको हाइड्रोजनको विपरीत), यसले करिब ९५% इन्धन बनाउँछ। प्लाज्मा रिसर्च सेन्टर र म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजी (PSFC) का वैज्ञानिकहरूले एउटा प्रक्रिया प्रयोग गरे आरएफ ताप। टोकमाकको छेउमा रहेको एन्टेनाहरूले कणहरूलाई उत्तेजित गर्न एक विशिष्ट रेडियो फ्रिक्वेन्सी प्रयोग गर्दछ, र तरंगहरूलाई हाइड्रोजन आयनहरूलाई "लक्ष्य" गर्न क्यालिब्रेट गरिन्छ। किनभने हाइड्रोजनले ईन्धनको कुल घनत्वको एक सानो अंश बनाउँछ, तापक्रममा आयनहरूको सानो अंश मात्र केन्द्रित गर्दा चरम ऊर्जा स्तरहरू पुग्न अनुमति दिन्छ। यसबाहेक, उत्तेजित हाइड्रोजन आयनहरू मिश्रणमा प्रचलित ड्युटेरियम आयनहरूमा जान्छ, र यसरी बनाइएका कणहरू रिएक्टरको बाहिरी खोलमा प्रवेश गर्छन्, ताप निकाल्छन्।
मिश्रणमा १% भन्दा कम मात्रामा हेलियम-३ आयनहरू थप्दा यस प्रक्रियाको दक्षता बढ्छ। थोरै मात्रामा हिलियम-३ मा सबै रेडियो तापलाई केन्द्रित गरेर, वैज्ञानिकहरूले आयनहरूको ऊर्जालाई मेगाइलेक्ट्रोनभोल्ट (MeV) मा बढाए।
पहिले आउनुहोस् - रूसी भाषामा पहिलो सेवा बराबर: ढिलो अतिथि र हड्डी खाने
विगत केही वर्षहरूमा नियन्त्रित फ्युजन कार्यको संसारमा धेरै विकासहरू भएका छन् जसले वैज्ञानिकहरू र हामी सबैको अन्तमा ऊर्जाको "होली ग्रेल" मा पुग्ने आशालाई पुनर्जीवित गरेको छ।
राम्रो संकेतहरू, अन्यहरू बीच, अमेरिकी ऊर्जा विभाग (DOE) को प्रिन्सटन प्लाज्मा फिजिक्स प्रयोगशाला (PPPL) बाट आविष्कारहरू समावेश छन्। रेडियो तरंगहरू तथाकथित प्लाज्मा विचलनहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्न ठूलो सफलताका साथ प्रयोग गरिएको छ, जुन थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाहरू "ड्रेसिंग अप" को प्रक्रियामा महत्त्वपूर्ण हुन सक्छ। मार्च २०१९ मा उही अनुसन्धान टोलीले लिथियम टोकमाक प्रयोग रिपोर्ट गर्यो जसमा परीक्षण रिएक्टरको भित्री पर्खालहरू लिथियमले लेपित गरिएको थियो, यो सामग्री सामान्यतया इलेक्ट्रोनिक्समा प्रयोग हुने ब्याट्रीहरूबाट परिचित छ। वैज्ञानिकहरूले नोट गरे कि रिएक्टरको पर्खालहरूमा लिथियम अस्तरले छरिएका प्लाज्मा कणहरूलाई अवशोषित गर्दछ, तिनीहरूलाई प्लाज्मा क्लाउडमा प्रतिबिम्बित हुनबाट रोक्छ र थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाहरूमा हस्तक्षेप गर्दछ।
4. भिजुअलाइजेशन प्रोजेक्ट TAE टेक्नोलोजीहरू
प्रमुख प्रतिष्ठित वैज्ञानिक संस्थाहरूका विद्वानहरू पनि उनीहरूको घोषणामा सतर्क आशावादी बनेका छन्। पछिल्लो समय निजी क्षेत्रमा पनि नियन्त्रित फ्युजन प्रविधिप्रतिको चासो निकै बढेको छ । 2018 मा, लकहिड मार्टिनले अर्को दशक भित्र कम्प्याक्ट फ्युजन रिएक्टर (CFR) प्रोटोटाइप विकास गर्ने योजनाको घोषणा गर्यो। यदि कम्पनीले काम गरिरहेको प्रविधिले काम गरिरहेको छ भने, ट्रक आकारको उपकरणले 100 वर्ग फुट उपकरणको आवश्यकताहरू पूरा गर्न पर्याप्त बिजुली प्रदान गर्न सक्षम हुनेछ। शहरवासीहरू।
अन्य कम्पनीहरू र अनुसन्धान केन्द्रहरू TAE टेक्नोलोजीहरू र म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजी सहित पहिलो वास्तविक फ्यूजन रिएक्टर कसले निर्माण गर्न सक्छ भनेर हेर्न प्रतिस्पर्धा गरिरहेका छन्। अमेजनका जेफ बेजोस र माइक्रोसफ्टका बिल गेट्स पनि हालै मर्जर परियोजनामा संलग्न भएका छन्। एनबीसी न्यूजले हालै अमेरिकामा १७ वटा साना फ्युजन-मात्र कम्पनीहरूको गणना गर्यो। सामान्य फ्युजन वा कमनवेल्थ फ्युजन प्रणाली जस्ता स्टार्टअपहरू नवीन सुपरकन्डक्टरहरूमा आधारित साना रिएक्टरहरूमा केन्द्रित छन्।
"कोल्ड फ्यूजन" को अवधारणा र ठूला रिएक्टरहरूको विकल्पहरू, न केवल टोकमाक्स, तर तथाकथित पनि। तारकहरू, अलि फरक डिजाइनको साथ, जर्मनीमा निर्मित। फरक तरिकाको खोजी पनि जारी छ। यसको उदाहरण एक उपकरण भनिन्छ Z-पिन्च, वाशिंगटन विश्वविद्यालयका वैज्ञानिकहरूद्वारा निर्मित र फिजिक्स वर्ल्ड जर्नलको नवीनतम अंकहरूमा वर्णन गरिएको छ। Z-pinch ले प्लाज्मालाई शक्तिशाली चुम्बकीय क्षेत्रमा ट्र्यापिङ र कम्प्रेस गरेर काम गर्छ। प्रयोगमा, प्लाज्मालाई 16 माइक्रोसेकेन्डको लागि स्थिर गर्न सम्भव थियो, र फ्युजन प्रतिक्रिया यस समयको लगभग एक तिहाइको लागि गयो। प्रदर्शनले देखाउने थियो कि सानो-स्तरीय संश्लेषण सम्भव छ, यद्यपि धेरै वैज्ञानिकहरू अझै पनि यस बारे गम्भीर शंकाहरू छन्।
बदलामा, Google र उन्नत प्रविधिहरूमा संलग्न अन्य लगानीकर्ताहरूको समर्थनको लागि धन्यवाद, क्यालिफोर्नियाको कम्पनी TAE Technologies ले फ्युजन प्रयोगहरूका लागि सामान्य भन्दा फरक प्रयोग गर्दछ, बोरोन इन्धन मिश्रणसुरुमा तथाकथित फ्युजन रकेट इन्जिनको उद्देश्यका लागि साना र सस्तो रिएक्टरहरू विकास गर्न प्रयोग गरिएको थियो। एक प्रोटोटाइप बेलनाकार फ्यूजन रिएक्टर (4) काउन्टर बीमहरू (CBFR) संग, जसले हाइड्रोजन ग्यासलाई तताएर दुई प्लाज्मा रिङहरू बनाउँछ। तिनीहरू निष्क्रिय कणहरूको बन्डलहरूसँग जोड्छन् र यस्तो अवस्थामा राखिन्छन्, जसले प्लाज्माको ऊर्जा र स्थायित्वमा वृद्धि गर्न योगदान गर्नुपर्छ।
क्यानाडाको ब्रिटिश कोलम्बिया प्रान्तबाट अर्को फ्युजन स्टार्टअप जनरल फ्युजनले जेफ बेजोसको समर्थन प्राप्त गरेको छ। सरल भाषामा भन्नुपर्दा, उसको अवधारणा भनेको तातो प्लाज्मालाई तरल धातुको बल (लिथियम र लिडको मिश्रण) को स्टिलको बलमा इन्जेक्सन गर्ने हो, त्यसपछि प्लाज्मालाई डिजेल इन्जिनजस्तै पिस्टनद्वारा संकुचित गरिन्छ। सिर्जना गरिएको दबाबले फ्यूजनको नेतृत्व गर्नुपर्दछ, जसले नयाँ प्रकारको पावर प्लान्टको टर्बाइनलाई शक्ति दिनको लागि ठूलो मात्रामा ऊर्जा जारी गर्नेछ। जनरल फ्युजनका प्रमुख टेक्नोलोजी अफिसर माइक डेलाज भन्छन् कि कमर्शियल न्यूक्लियर फ्युजन दस वर्षमा डेब्यु हुन सक्छ।
5. अमेरिकी नौसेना थर्मोन्यूक्लियर पेटेन्टबाट चित्रण।
भर्खरै, अमेरिकी नौसेनाले "प्लाज्मा फ्युजन उपकरण" को लागी एक पेटेन्ट पनि दायर गर्यो। प्याटेन्टले "त्वरित कम्पन" सिर्जना गर्न चुम्बकीय क्षेत्रहरूको बारेमा कुरा गर्दछ (5)। पोर्टेबल हुन सक्ने सानो फ्युजन रिएक्टरहरू निर्माण गर्ने विचार हो। भन्न आवश्यक छैन, यो पेटेन्ट आवेदन शंकास्पद संग भेटिएको थियो।
