चीनको आणविक फ्युजन उपकरणको लागि उत्कृष्ट होस्टको निर्माण व्यापक रूपमा सुरु भएको छ
अक्टोबर 1 मा, चीनको आणविक फ्यूजन उपकरण BEST को निर्माण मा एक प्रमुख सफलता हासिल गरियो।
400 टन भन्दा बढी तौलको आधार सफलतापूर्वक स्थापना गरिएको थियो र लगभग 6700 टन को कुल वजन संग BEST होस्ट बोक्न प्रयोग गरिनेछ, यो प्रमुख देश को भारी मेसिनरी होस्ट को लागि निर्माण को व्यापक सुरुवात को चिन्ह लगाइयो।
भविष्यमा, यो उपकरण परमाणु फ्यूजन ऊर्जा उत्पादनको पहिलो अन्तर्राष्ट्रिय मान्यता प्राप्त प्रदर्शन हुनेछ, र 2030 सम्म परमाणु फ्यूजन मार्फत पहिलो प्रकाश उज्यालो हुने अपेक्षा गरिएको छ।
आणविक फ्यूजन: ब्रह्माण्ड ऊर्जा अन्वेषणको लागि परम पासवर्ड
४.६ बिलियन वर्षसम्म सूर्यको निरन्तर जलेको रहस्यदेखि लिएर मानवजातिको "अपरिहार्य" स्वच्छ ऊर्जाको अन्तिम खोजसम्म, आणविक फ्युजन सधैं विज्ञानको क्षेत्रमा सबैभन्दा चम्किलो अनुसन्धान दिशाहरू मध्ये एक भएको छ। यो ब्रह्माण्डमा प्रकाश र तातो उत्सर्जन गर्ने ताराहरूको लागि मुख्य चालक शक्ति मात्र होइन, तर मानव ऊर्जा परिदृश्यलाई पूर्ण रूपमा परिवर्तन गर्ने क्षमता भएको अत्याधुनिक प्रविधि पनि हो।
सरल भाषामा भन्नुपर्दा, न्यूक्लियर फ्युजनले हल्का परमाणु न्यूक्ली (जस्तै हाइड्रोजन आइसोटोप ड्युटेरियम र ट्रिटियम) को इलेक्ट्रोस्ट्याटिक रिपुल्सन (कुलम्ब रिपल्सन) लाई अति उच्च तापक्रम र दबाबमा न्यूक्लियहरू बीचको टकराव र फ्युजिंग गर्दा भारी परमाणु न्यूक्लियियम वा ऊर्जाको मात्रामा फ्युज गर्ने प्रक्रियालाई बुझाउँछ। यो प्रक्रियाले आइन्स्टाइनको द्रव्यमान ऊर्जा समीकरण "E=mc ²" - पछ्याउँछ फ्युज्ड नयाँ न्यूक्लियसको कुल द्रव्यमान फ्यूजन अघि दुई केन्द्रकहरूको द्रव्यमानको योगफल भन्दा थोरै कम छ, र घटाइएको द्रव्यमान (मास हानि) ऊर्जाको रूपमा रिलिज हुनेछ, वर्तमानमा प्रयोग गरिएको ऊर्जा घनत्वले कुनै पनि पूर्व मानव घनत्वको साथ।
आणविक फ्युजनको ऊर्जा तीव्रता बुझ्नको लागि, डेटा तुलनाको केवल एक सेट आवश्यक छ: 1 किलोग्राम ड्यूटेरियम ट्रिटियम मिश्रणको फ्यूजन प्रतिक्रिया द्वारा जारी ऊर्जा 27000 टन मानक कोइलाको दहन वा ग्यास 20 को पूर्ण दहनबाट उत्पन्न ऊर्जाको बराबर हो। यद्यपि, एउटै गुणस्तरको आणविक विखंडन इन्धनद्वारा जारी गरिएको ऊर्जा (जस्तै युरेनियम-२३५) परमाणु फ्युजनद्वारा निस्कने ऊर्जाको लगभग १/४ मात्र हो। अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, आणविक फ्युजनका लागि इन्धन स्रोतहरू लगभग असीमित छन् - ड्युटेरियम पृथ्वीमा समुद्री पानीमा व्यापक रूपमा अवस्थित छ, र प्रत्येक लिटर समुद्री पानीमा ड्युटेरियम हुन्छ जसले फ्युजन मार्फत 300 लिटर पेट्रोल बराबर ऊर्जा छोड्न सक्छ। विश्वभरको समुद्री पानीमा रहेको ड्युटेरियमले एक लाख वर्षभन्दा बढी समयसम्म मानवताको ऊर्जा आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ; यद्यपि ट्रिटियम प्रकृतिमा अत्यन्त दुर्लभ छ, यसलाई लिथियम (पृथ्वीको क्रस्टमा प्रचुर मात्रामा पाइने तत्व) लाई न्यूट्रोनसँग प्रतिक्रिया गरेर कृत्रिम रूपमा तयार गर्न सकिन्छ, र त्यहाँ कुनै "ईन्धन अभाव" समस्या छैन।
यद्यपि, नियन्त्रणयोग्य आणविक फ्युजन प्राप्त गर्नु सजिलो काम होइन, र यसको मुख्य चुनौती "कसरी आणविक फ्युजनको लागि चरम अवस्था सिर्जना गर्ने र कायम राख्ने" मा छ। सूर्य भित्र, गुरुत्वाकर्षण पतनले 15 मिलियन डिग्री सेल्सियसको उच्च तापक्रम र 250 बिलियन वायुमण्डलको उच्च दबाव सिर्जना गर्दछ, प्राकृतिक रूपमा आणविक संलयनको लागि "इग्निशन अवस्था" पूरा गर्दछ; तर पृथ्वीमा, मानवले यस्तो बलियो गुरुत्वाकर्षणलाई प्रतिकृति गर्न सक्दैन र केवल प्राविधिक माध्यमहरू मार्फत चरम वातावरणको नक्कल गर्न सक्छ। हाल, त्यहाँ दुई मुख्यधारा अनुसन्धान दिशाहरू छन्:
एक प्रकारको चुम्बकीय कैद फ्युजन हो, अन्तर्राष्ट्रिय थर्मोन्यूक्लियर प्रायोगिक रिएक्टर (ITER) द्वारा प्रतिनिधित्व गरिन्छ, जसलाई सामान्यतया "कृत्रिम सूर्य" भनिन्छ। यसले एक सुपर बलियो चुम्बकीय क्षेत्र (पृथ्वीको चुम्बकीय क्षेत्र भन्दा लगभग 100000 गुणा बलियो) प्लाज्मा (परमाणु न्यूक्ली र इलेक्ट्रोनहरू छुट्याइएको पदार्थको चौथो अवस्था) लाई गोलाकार भ्याकुम चेम्बरमा 150 मिलियन डिग्री सेल्सियस सम्मको तापक्रममा (टोकामाक यन्त्र र उच्च तापमानको भित्ताबाट बच्न) लाई सीमित गर्न प्रयोग गर्दछ। फ्युजन प्रतिक्रियाहरूको लागि आवश्यक सर्तहरू पूरा गर्न प्लाज्मालाई निरन्तर तताउने क्रममा कूलिंगको कारण। 2023 मा, चीनको "कृत्रिम सूर्य" उपकरण (EAST) ले 403 सेकेन्डको लागि 120 मिलियन डिग्री सेल्सियसमा प्लाज्माको निरन्तर सञ्चालन हासिल गर्यो, विश्व कीर्तिमान कायम गर्यो र ITER को पछिल्ला प्रयोगहरूको लागि जग राख्यो।
अर्को प्रकार इनर्टियल कन्फिमेन्ट फ्युजन हो, संयुक्त राज्य अमेरिका को नेशनल इग्निशन सुविधा (NIF) द्वारा प्रतिनिधित्व। यसले केही मिलिमिटरको व्यास भएको ड्युटेरियम ट्रिटियम लक्ष्यमा १९२ उच्च-ऊर्जा लेजरहरू केन्द्रित गर्दछ, लक्ष्यलाई 30 मिलियन डिग्री सेल्सियसमा तताउँछ र धेरै छोटो अवधिमा पृथ्वीको कोरको घनत्वको 100 गुणा कम्प्रेस गर्छ। प्रसार सम्भव नभएको बेलामा फ्युजन प्रतिक्रिया पूरा गर्न। डिसेम्बर २०२२ मा, NIF ले पहिलो पटक "नेट एनर्जी गेन" हासिल गर्यो - फ्युजन प्रतिक्रियाहरूद्वारा जारी गरिएको ऊर्जाले इनपुट लेजरको ऊर्जालाई नाघ्यो, जडत्वीय बन्दोबस्त मार्गमा ठूलो सफलता चिन्ह लगाउँदै।
उच्च ऊर्जा घनत्व र प्रचुर मात्रामा इन्धनको अतिरिक्त, आणविक फ्यूजनमा परम सुरक्षा र पर्यावरण मित्रता पनि छ। आणविक विखंडनको विपरीत, आणविक फ्युजन प्रतिक्रियाहरू एकपटक चरम अवस्थाहरू (जस्तै चुम्बकीय क्षेत्र अवरोध वा लेजर रोक) हराएपछि तुरुन्तै समाप्त हुनेछ, र "कोर मेल्टडाउन" को कुनै जोखिम छैन; मुख्य प्रतिक्रिया उत्पादन हेलियम हो (एक गैर-विषाक्त र हानिरहित अक्रिय ग्यास), जसले परमाणु विखंडन जस्तो दीर्घकालीन रेडियोधर्मी अपशिष्ट उत्पादन गर्दैन र वातावरणमा लगभग कुनै प्रदूषण गर्दैन।
यद्यपि मानव जातिले अझै व्यावसायिक आणविक फ्युजन ऊर्जा उत्पादन हासिल गर्न सकेको छैन (30-50 वर्षको प्राविधिक सफलताहरू आवश्यक पर्ने अपेक्षा गरिएको छ), आणविक फ्युजनमा प्रगतिको प्रत्येक चरण, सूर्यको प्राकृतिक संलयनदेखि प्रयोगशालामा क्रमिक सफलताहरू सम्म, मानवतालाई "ऊर्जा स्वतन्त्रता" को लक्ष्यको नजिक धकेलिरहेको छ। भविष्यमा जब आणविक फ्युजन पावर प्लान्टहरू विश्वभर फैलिनेछन्, मानवता जीवाश्म इन्धनको निर्भरताबाट पूर्ण रूपमा मुक्त हुनेछ, जलवायु परिवर्तन र ऊर्जा अभाव जस्ता विश्वव्यापी समस्याहरू समाधान गर्नेछ र स्वच्छ र असीमित ऊर्जामा आधारित नयाँ युगको सुरुवात गर्नेछ।
