அணுக்கரு இணைவு ஆராய்ச்சியில் பிளாஸ்மாவை எரிப்பது ஏன் அடுத்த மைல்கல்லாக இருக்கலாம்

அறிவியலில் பல சாதனைகள் திருப்புமுனைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. விஞ்ஞானிகள் இந்த வாரம் அறிவிப்பு தேசிய பற்றவைப்பு வசதி அமெரிக்காவில் உள்ள லாரன்ஸ் லிவர்மோர் ஆய்வகத்தின் (NIF) ஒரு திருப்புமுனை அணுக்கரு இணைவு எதிர்வினையை அடைந்தது, உண்மையில் ஒன்றுதான்.

இணைவு ஆராய்ச்சியில் இது ஒரு முக்கிய படியாகும். அடுத்த கட்டமாக எதிர்வினையை நீண்ட நேரம் வைத்திருக்க வேண்டும்.

“திருப்புமுனை” என்பது இணைவு அறிவியலில் பயன்படுத்தப்படும் சொல், இணைவு எதிர்வினையிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆற்றல் அதை இயக்கத் தேவையான ஆற்றலை விட அதிகமாக இருந்தது. எவ்வாறாயினும், 192 லேசர் கற்றைகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு வினாடியின் ஒரு பகுதிக்கு ஒரு சிறிய அணு எரிபொருள் துகள்களை வெடிக்கச் செய்யும் NIF இன் நுட்பம், ஒரு பெரிய ஃப்ளாஷ் பல்ப் போன்றது, எதிர்காலத்தில் சுத்தமான ஆற்றலை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் முறை அல்ல.

இது ஆச்சரியமல்ல, ஏனெனில் என்ஐஎஃப் வசதி ஆற்றல் உற்பத்தியை சோதிக்க வடிவமைக்கப்படவில்லை. தெர்மோநியூக்ளியர் ஆயுதங்கள் மற்றும் பொருட்கள் தொடர்பான ஆராய்ச்சிகளை மேற்கொள்வதே இதன் முதன்மைப் பணியாகும்.

ஆய்வகமானது அதன் லேசர் இயக்கப்படும் இணைவு ஃப்ளாஷ்களில் ஒன்றை மட்டுமே சில நாட்களுக்கு ஒருமுறை உருவாக்க முடியும். நாம் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்ய விரும்பினால், நமக்கு ஒரு ஸ்பாட்லைட்டுக்கு சமமான மின்விளக்கு தேவைப்படுகிறது. டோகாமாக்.

வளைந்த உலோகச் சுவர்கள் அவற்றின் மீது பல்வேறு முனைப்புகளுடன்
கூட்டு ஐரோப்பிய டோரஸின் (JET) பயிற்சி மாக்-அப் உட்புறம் இங்கிலாந்தின் அபிங்டனில் உள்ள UK அணுசக்தி ஆணையத்தில் காணப்படுகிறது. (புகைப்படம் லியோன் நீல்/கெட்டி இமேஜஸ்)

வெற்று டோனட் போன்ற வடிவிலான ஒரு பெரிய வட்ட அறையைப் பற்றி சிந்தியுங்கள். அறையின் வெளிப்புறத்தில் நம்பமுடியாத சக்திவாய்ந்த சூப்பர் கண்டக்டிங் மின்காந்தங்கள் உள்ளன, அவை காந்த பாட்டில் என்று குறிப்பிடப்படுவதை உருவாக்குகின்றன, டோனட்டின் உள்ளே வளைய வடிவ காந்தப்புலம்.

அடுத்த மூலப்பொருள் ஹைட்ரஜன் வாயு – உண்மையில் டியூட்டீரியம் அல்லது ட்ரிடியம், இவை கூடுதல் நியூட்ரான்களைக் கொண்ட ஹைட்ரஜன் அணுக்கள். இது அதன் எலக்ட்ரான்கள் அகற்றப்படும் அளவிற்கு சூடுபடுத்தப்பட்டு, அது மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பிளாஸ்மாவாக மாறும், பின்னர் அது காந்தப் பாட்டிலுக்குள் செலுத்தப்படுகிறது.

பின்னர் இணைவு ஏற்படும் வரை பிளாஸ்மா 150 மில்லியன் டிகிரி Cக்கு வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது. பிளாஸ்மா காந்தப்புலங்களால் கட்டுப்படுத்தப்பட்டிருப்பதால், அது அறையின் சுவர்களை உருக்காது.

ஒரு இணைவு எதிர்வினையைத் தொடங்கி, அதைத் தொடர்ந்து எரியும் பிளாஸ்மாவாகத் தொடர்ந்து வைத்திருக்க வேண்டும், அதனால் ஆற்றலை மின்சாரம் உருவாக்கப் பயன்படுத்தலாம். போன்ற டோகாமாக்களில் எரியும் பிளாஸ்மாக்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன கூட்டு ஐரோப்பிய டோரஸ் இங்கிலாந்தில். இது 2021 இல் ஒரு இணைவு எதிர்வினையை உருவாக்கி உலக சாதனை படைத்தது ஐந்து வினாடிகள் – ஆனால் பிளாஸ்மாவை வெப்பப்படுத்துவதற்கும், இணைவு வினையை இயக்குவதற்கும் இன்னும் அதிக ஆற்றல் தேவைப்பட்டது. வெளிப்புற உதவி இல்லாமல் இணைவு நெருப்பு எரியாமல் இருக்கும்.

இணைவு ஆராய்ச்சிக்கான அடுத்த படி தெற்கு பிரான்சில் உள்ளது, அங்கு உலகின் மிகப்பெரிய டோகாமாக் தற்போது கட்டுமானத்தில் உள்ளது. சர்வதேச தெர்மோநியூக்ளியர் பரிசோதனை உலை, அல்லது ITERபிரேக்-ஈவன் புள்ளிக்கு அப்பால் சென்று அதை இயக்குவதற்கு எடுக்கும் ஆற்றலை விட 10 மடங்கு அதிக ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

ITER என்பது பிளாஸ்மாக்களின் தன்மை, அவற்றை நீண்ட நேரம் எரிய வைப்பது மற்றும் எதிர்கால இணைவு உலைகளை உறுதி செய்வதற்காக அறையின் சுவர்களில் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களின் மீதான எதிர்வினையின் விளைவுகளை ஆய்வு செய்ய வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு ஆராய்ச்சி உலை ஆகும். உண்மையில் மின்சாரம் தயாரிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது – சரியாக செயல்படும்.

ITER இன் முதல் பிளாஸ்மா 2025 இல் திட்டமிடப்பட்டது, ஆனால் கட்டுமானம் மற்றும் உற்பத்தி தாமதங்கள் மற்றும் COVID-19 தொற்றுநோய் ஆகியவை காலக்கெடு நழுவிவிடும் என்ற கவலையை உருவாக்கியுள்ளன.

ஜூலை 28, 2020 அன்று தென்கிழக்கு பிரான்சில் உள்ள Saint-Paul-les-Durance இல் சர்வதேச தெர்மோநியூக்ளியர் பரிசோதனை உலையின் (ITER) அசெம்பிளி கட்டத்தின் துவக்கத்தின் போது Tokamak கட்டிடத்தின் உள்ளே. (கெட்டி இமேஜஸ் வழியாக கிளெமென்ட் மஹௌதேவ்/ஏஎஃப்பி)

லேசர்கள் மற்றும் காந்த பாட்டில்களின் அனைத்து கருவிகளும் அவசியம், ஏனெனில் அணுக்கருக்கள் தீவிர நிலைமைகளின் கீழ் இல்லாவிட்டால் அவை எளிதில் ஒன்றிணைவதில்லை. சூரியன் தனது அபரிமிதமான வெகுஜனத்தின் மூலம் அதைச் செய்கிறது, இது அதன் மையத்தில் தீவிர அழுத்தங்களையும் வெப்பநிலையையும் உருவாக்குகிறது, இது ஹைட்ரஜன் கருக்களை ஹீலியமாக இணைக்கும்படி கட்டாயப்படுத்துகிறது, இது பிரகாசமாக பிரகாசிக்கும் ஆற்றலை அளிக்கிறது. இங்கே பூமியில் அந்த நிலைமைகளை நகலெடுப்பது மிகவும் கடினம்.

ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட இடத்தில் ஒரு பிளாஸ்மாவை அழுத்தி, சூரியனின் மையத்தை விட 10 மடங்கு வெப்பமான வெப்பநிலையில் அதை பராமரிப்பது, சூடான ஜெல்-ஓவை ரப்பர் பேண்ட் மூலம் பிடிக்க முயற்சிப்பதற்கு ஒப்பிடப்படுகிறது.

இணைவு ஆற்றல் அமைப்பிற்கான முன்னணி வேட்பாளர் ITER, ஆனால் அது மட்டும் அல்ல. அமெரிக்காவில், ஒரு டோகாமாக் அழைக்கப்பட்டார் ஸ்பார்க், வளர்ச்சியின் கீழ், MIT இல் மின்காந்த தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றத்திற்கு நன்றி சிறிய அளவில் அதே முடிவுகளை அடைய எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. மற்றும் பல தனியார் நிறுவனங்கள் தங்கள் சொந்த அமைப்புகள் மற்றும் திட்டங்களுடன் எழுந்துள்ளன, வான்கூவரை தளமாகக் கொண்ட ஜெனரல் ஃப்யூஷன் உட்பட, அழுத்தப்பட்ட உருகிய ஈயத்தில் தங்கள் இணைவு எதிர்வினையைக் கட்டுப்படுத்த திட்டமிட்டுள்ளது.

பிளாஸ்மாக்களை எரிப்பதில் இருந்து ஆற்றலைப் பிடித்து, அணுக்கரு உலைகள் உற்பத்தி செய்யும் அணுக்கழிவுப் பொருட்களின் அளவு இல்லாமல் அதை உமிழ்வு இல்லாத மின்சாரமாக மாற்றுவதே இறுதி இலக்கு. பிளாஸ்மாவைக் கொண்டிருக்கும் மின்காந்தங்களை இயக்க அணுஉலையில் இருந்து சில மின்சாரம் மீண்டும் சுழற்சி செய்யப்படும், அதனால் முழு எதிர்வினையும் தன்னிச்சையாக மாறும் – பூமியில் ஒரு சிறிய நட்சத்திரம்.

ITER அல்லது SPARC அல்லது தனியார் திட்டங்களில் ஒன்று வெற்றி பெற்றால், வணிக இணைவு உலைகள் 2030களில் எப்போதாவது செயல்படும் என்று நம்பப்படுகிறது. ஆனால் இணைவு ஆராய்ச்சி காலக்கெடுவை கடந்த காலத்தில் வைத்திருப்பது கடினமாக இருந்தது, ஏனெனில் பணி மிகவும் கடினமானது.

இதற்கிடையில், பேரழிவு தரும் காலநிலை மாற்றத்திற்கான காலக்கெடுவும் நெருங்கி வருகிறது. இது கேள்வியை அழைக்கிறது, உண்மையில் மாற்றத்தை ஏற்படுத்துவதற்கு இணைவு சக்தி சரியான நேரத்தில் தயாராகுமா?

Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *