കോസ്മിക് എനർജി പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ആത്യന്തിക പാസ്‌വേഡാണ് ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ

ചൈനയുടെ ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ ഉപകരണത്തിനായുള്ള ബെസ്റ്റ് ഹോസ്റ്റിൻ്റെ നിർമ്മാണം സമഗ്രമായി ആരംഭിച്ചു

ഒക്‌ടോബർ ഒന്നിന് ചൈനയുടെ ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ ഉപകരണമായ ബെസ്റ്റ് നിർമ്മാണത്തിൽ ഒരു പ്രധാന വഴിത്തിരിവ് ഉണ്ടായി.

400 ടണ്ണിലധികം ഭാരമുള്ള അടിത്തറ വിജയകരമായി ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്തു, മൊത്തം 6700 ടൺ ഭാരമുള്ള ബെസ്റ്റ് ഹോസ്റ്റിനെ വഹിക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കും, ഇത് ഈ പ്രധാന രാജ്യത്തെ ഹെവി മെഷിനറി ഹോസ്റ്റിൻ്റെ നിർമ്മാണത്തിൻ്റെ സമഗ്രമായ തുടക്കം കുറിക്കുന്നു.

ഭാവിയിൽ, ഈ ഉപകരണം ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ പവർ ഉൽപാദനത്തിൻ്റെ അന്താരാഷ്ട്ര സാധുതയുള്ള ആദ്യത്തെ പ്രദർശനമായിരിക്കും, കൂടാതെ 2030-ഓടെ ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷനിലൂടെ ആദ്യത്തെ പ്രകാശം പ്രകാശിപ്പിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ: കോസ്മിക് എനർജി പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ആത്യന്തിക പാസ്‌വേഡ്

4.6 ബില്യൺ വർഷങ്ങളായി തുടർച്ചയായി സൂര്യൻ കത്തുന്നതിൻ്റെ നിഗൂഢത മുതൽ മനുഷ്യരാശിയുടെ "അക്ഷരമായ" ശുദ്ധമായ ഊർജ്ജം വരെ, ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ എല്ലായ്പ്പോഴും ശാസ്ത്ര മേഖലയിലെ ഏറ്റവും അമ്പരപ്പിക്കുന്ന ഗവേഷണ ദിശകളിൽ ഒന്നാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിൽ പ്രകാശവും താപവും പുറപ്പെടുവിക്കാനുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പ്രധാന പ്രേരകശക്തി മാത്രമല്ല, മനുഷ്യൻ്റെ ഊർജ്ജ ഭൂപ്രകൃതിയെ പൂർണ്ണമായും മാറ്റാൻ കഴിവുള്ള ഒരു അത്യാധുനിക സാങ്കേതിക വിദ്യയും കൂടിയാണിത്.

ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ എന്നത് ഭാരം കുറഞ്ഞ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ (ഹൈഡ്രജൻ ഐസോടോപ്പുകളായ ഡ്യൂറ്റീരിയം, ട്രിറ്റിയം പോലുള്ളവ) അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് വികർഷണത്തെ (കൂലോംബ് വികർഷണം) മറികടക്കുന്ന പ്രക്രിയയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അത് വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലും കൂട്ടിയിടിച്ച് ഘനമായ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയത്തിലേക്ക് ലയിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ ഐൻസ്റ്റൈൻ്റെ "E{1}}mc ²" - ദ്രവ്യമാനമായ "ഇ{1}}mc ²" - മൊത്തം പിണ്ഡം സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിന് മുമ്പുള്ള രണ്ട് അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ ആകെത്തുകയെക്കാൾ അല്പം കുറവാണ്, കൂടാതെ കുറഞ്ഞ പിണ്ഡം (പിണ്ഡം നഷ്ടം) ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ രൂപത്തിൽ പുറത്തുവിടും, നിലവിൽ മനുഷ്യൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഊർജ്ജസാന്ദ്രതയെക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്.

ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ്റെ ഊർജ്ജ തീവ്രത മനസ്സിലാക്കാൻ, ഒരു സെറ്റ് ഡാറ്റ താരതമ്യം മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ: 1 കിലോഗ്രാം ഡ്യൂറ്റീരിയം ട്രിഷ്യം മിശ്രിതത്തിൻ്റെ സംയോജന പ്രതിപ്രവർത്തനം വഴി പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം 27000 ടൺ സാധാരണ കൽക്കരി ജ്വലനം വഴിയോ 120 ടൺ ഗ്യാസോലിൻ പൂർണ്ണമായി ജ്വലനം ചെയ്യുന്നതിലൂടെയോ ഉണ്ടാകുന്ന താപത്തിന് തുല്യമാണ്; എന്നിരുന്നാലും, അതേ ഗുണമേന്മയുള്ള (യുറേനിയം-235 പോലുള്ളവ) ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ ഇന്ധനം പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ വഴി പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഏകദേശം 1/4 മാത്രമാണ്. അതിലും പ്രധാനമായി, ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷനുള്ള ഇന്ധന സ്രോതസ്സുകൾ ഏതാണ്ട് അനന്തമാണ് - ഭൂമിയിലെ സമുദ്രജലത്തിൽ ഡ്യൂറ്റീരിയം വ്യാപകമായി കാണപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ ലിറ്റർ കടൽജലത്തിലും 300 ലിറ്റർ പെട്രോളിന് തുല്യമായ ഊർജ്ജം സംയോജനത്തിലൂടെ പുറത്തുവിടാൻ കഴിയുന്ന ഡ്യൂട്ടീരിയം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ലോകമെമ്പാടുമുള്ള സമുദ്രജലത്തിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഡ്യൂട്ടീരിയത്തിന് ഒരു ദശലക്ഷം വർഷത്തിലേറെയായി മനുഷ്യരാശിയുടെ ഊർജ്ജ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയും; ട്രിഷ്യം പ്രകൃതിയിൽ വളരെ അപൂർവമാണെങ്കിലും, ലിഥിയം (ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിൽ ധാരാളമായി കാണപ്പെടുന്ന മൂലകം) ന്യൂട്രോണുകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് കൃത്രിമമായി തയ്യാറാക്കാം, കൂടാതെ "ഇന്ധനക്ഷാമം" എന്ന പ്രശ്നവുമില്ല.

എന്നിരുന്നാലും, നിയന്ത്രിത ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ നേടുന്നത് എളുപ്പമുള്ള കാര്യമല്ല, കൂടാതെ അതിൻ്റെ പ്രധാന വെല്ലുവിളി "അണുസംയോജനത്തിന് എങ്ങനെ തീവ്രമായ സാഹചര്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും പരിപാലിക്കുകയും ചെയ്യാം" എന്നതിലാണ്. സൂര്യനുള്ളിൽ, ഗുരുത്വാകർഷണ തകർച്ച 15 ദശലക്ഷം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൻ്റെ ഉയർന്ന താപനിലയും 250 ബില്യൺ അന്തരീക്ഷത്തിൻ്റെ ഉയർന്ന മർദ്ദവും സൃഷ്ടിക്കുന്നു, സ്വാഭാവികമായും ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷനുള്ള "ഇഗ്നിഷൻ അവസ്ഥകൾ" നിറവേറ്റുന്നു; എന്നാൽ ഭൂമിയിൽ, മനുഷ്യർക്ക് അത്തരം ശക്തമായ ഗുരുത്വാകർഷണം ആവർത്തിക്കാൻ കഴിയില്ല, സാങ്കേതിക മാർഗങ്ങളിലൂടെ മാത്രമേ അങ്ങേയറ്റത്തെ പരിസ്ഥിതിയെ അനുകരിക്കാൻ കഴിയൂ. നിലവിൽ, രണ്ട് മുഖ്യധാരാ ഗവേഷണ ദിശകളുണ്ട്:

"കൃത്രിമ സൂര്യൻ" എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഇൻ്റർനാഷണൽ തെർമോ ന്യൂക്ലിയർ എക്സ്പിരിമെൻ്റൽ റിയാക്ടർ (ഐടിആർ) പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന കാന്തിക ബന്ധന സംയോജനമാണ് ഒരു തരം. വൃത്താകൃതിയിലുള്ള വാക്വം ചേമ്പറിൽ 150 ദശലക്ഷം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ താപനിലയുള്ള പ്ലാസ്മയെ (ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസ്സുകളും ഇലക്ട്രോണുകളും വേർതിരിക്കുന്ന ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ നാലാമത്തെ അവസ്ഥ) പരിമിതപ്പെടുത്താൻ ഇത് ശക്തമായ കാന്തികക്ഷേത്രം ഉപയോഗിക്കുന്നു (ടോക്കാമാക്ക് ഉപകരണം സംയോജന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമായ വ്യവസ്ഥകൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി പ്ലാസ്മയെ തുടർച്ചയായി ചൂടാക്കി തണുപ്പിക്കുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു. 2023-ൽ, ചൈനയുടെ "കൃത്രിമ സൂര്യൻ" ഉപകരണം (ഈസ്റ്റ്) പ്ലാസ്മയുടെ തുടർച്ചയായ പ്രവർത്തനം 120 ദശലക്ഷം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 403 സെക്കൻഡ് നേടി, ഒരു ലോക റെക്കോർഡ് സ്ഥാപിക്കുകയും ITER ൻ്റെ തുടർന്നുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് അടിത്തറയിടുകയും ചെയ്തു.

യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ നാഷണൽ ഇഗ്നിഷൻ ഫെസിലിറ്റി (NIF) പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന Inertial confinement fusion ആണ് മറ്റൊരു തരം. ഇത് 192 ഉയർന്ന ഊർജ ലേസറുകളെ ഏതാനും മില്ലിമീറ്റർ മാത്രം വ്യാസമുള്ള ഒരു ഡ്യൂറ്റീരിയം ട്രിറ്റിയം ടാർഗെറ്റിലേക്ക് കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും ലക്ഷ്യത്തെ 30 ദശലക്ഷം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലേക്ക് ചൂടാക്കുകയും ഭൂമിയുടെ കാമ്പിൻ്റെ സാന്ദ്രതയുടെ 100 മടങ്ങ് സാന്ദ്രതയിലേക്ക് ചുരുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു (ഏകദേശം 10 ട്രില്ല്യണിൽ നിന്ന് ഒരു സെക്കൻ്റ് വരെ). ഡിഫ്യൂഷൻ സാധ്യമല്ലെങ്കിൽ ഒരു തൽക്ഷണം ഫ്യൂഷൻ പ്രതികരണം പൂർത്തിയാക്കുക. 2022 ഡിസംബറിൽ, എൻഐഎഫ് ആദ്യമായി "നെറ്റ് എനർജി ഗെയിൻ" കൈവരിച്ചു - ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ഷനുകൾ വഴി പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം ഇൻപുട്ട് ലേസറിൻ്റെ ഊർജ്ജത്തെക്കാൾ കൂടുതലാണ്, ഇത് ഇൻറർഷ്യൽ കൺഫൈൻമെൻ്റ് റൂട്ടിലെ ഒരു വലിയ മുന്നേറ്റം അടയാളപ്പെടുത്തി.

ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയ്ക്കും സമൃദ്ധമായ ഇന്ധനത്തിനും പുറമേ, ആണവ സംയോജനത്തിന് ആത്യന്തിക സുരക്ഷയും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവും ഉണ്ട്. ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷനിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, തീവ്രമായ അവസ്ഥകൾ നഷ്ടപ്പെട്ടാൽ (കാന്തികക്ഷേത്ര തടസ്സം അല്ലെങ്കിൽ ലേസർ സ്റ്റോപ്പ് പോലുള്ളവ) ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ പ്രതികരണങ്ങൾ ഉടനടി അവസാനിക്കും, കൂടാതെ "കോർ മെൽറ്റ്ഡൗൺ" ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യതയില്ല; പ്രധാന പ്രതിപ്രവർത്തന ഉൽപന്നം ഹീലിയമാണ് (-വിഷരഹിതവും നിരുപദ്രവകരവുമായ ഒരു നിഷ്ക്രിയ വാതകം), ഇത് ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ പോലെയുള്ള ദീർഘകാല-റേഡിയോ ആക്ടീവ് മാലിന്യങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കില്ല, പരിസ്ഥിതിക്ക് ഏതാണ്ട് മലിനീകരണം ഇല്ല.

മനുഷ്യർ ഇതുവരെ വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനം നേടിയിട്ടില്ലെങ്കിലും (30-50 വർഷത്തെ സാങ്കേതിക മുന്നേറ്റങ്ങൾ ആവശ്യമായി വരുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു), ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ്റെ ഓരോ ഘട്ടവും, സൂര്യൻ്റെ സ്വാഭാവിക സംയോജനം മുതൽ പരീക്ഷണശാലയിലെ ക്രമാനുഗതമായ മുന്നേറ്റങ്ങൾ വരെ, മനുഷ്യരാശിയെ "ഊർജ്ജ സ്വാതന്ത്ര്യം" എന്ന ലക്ഷ്യത്തിലേക്ക് അടുപ്പിക്കുന്നു. ഭാവിയിൽ, ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ പവർ പ്ലാൻ്റുകൾ ലോകമെമ്പാടും വ്യാപിക്കുമ്പോൾ, ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ആശ്രിതത്വത്തിൽ നിന്ന് മാനവികത പൂർണ്ണമായും മോചിതമാകും, കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം, ഊർജ്ജ ദൗർലഭ്യം തുടങ്ങിയ ആഗോള പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുകയും ശുദ്ധവും പരിധിയില്ലാത്തതുമായ ഊർജ്ജത്തിൽ അധിഷ്ഠിതമായ ഒരു പുതിയ യുഗത്തിന് തുടക്കമിടുകയും ചെയ്യും.