ચાઇનીઝ કૃત્રિમ સૂર્ય

આપણે જાણીએ છીએ કે દરેક વસ્તુને નિયંત્રિત કરવાની માનવ જિજ્ઞાસાએ મહાન તકનીકી પ્રગતિની શોધ તરફ દોરી છે. આ સદીમાં માનવી જે મોટી સમસ્યાઓનો સામનો કરી રહ્યો છે તે પૈકી એક ઉર્જા સંકટ છે. આનો અર્થ એ છે કે ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન કરવા માટે તમામ જરૂરી પાસાઓ વિકસાવવા પડશે. આ ચાઇના કૃત્રિમ સૂર્ય તે ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન હાંસલ કરવાની અને ઉર્જા સંકટની સમસ્યાઓનો અંત લાવવાની નજીક છે.

આ લેખમાં અમે તમને જણાવવા જઈ રહ્યા છીએ કે ચીનમાં કૃત્રિમ સૂર્ય શું છે, તેની વિશેષતાઓ શું છે અને વૈશ્વિક ઉર્જા પેરાડાઈમ માટે તે કેટલું મહત્વપૂર્ણ છે.

ચીનનો કૃત્રિમ સૂર્ય શું છે

તેઓ તેને કૃત્રિમ સૂર્ય કહે છે કારણ કે તે આપણા નજીકના તારા જેવા જ ઉર્જા સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરે છે. ફ્યુઝન નામના ટેકનિકલ નામ સાથે તે વિજ્ઞાનની સૌથી આશાસ્પદ પ્રગતિમાંની એક છે: ઊર્જાનો નજીકનો-સ્વચ્છ સ્ત્રોત કે જે મહાન શક્તિઓ દાયકાઓથી પીછો કરી રહી છે. એટલું બધું કે પચાસ વર્ષ પહેલાં એવું કહેવાતું હતું કે ત્યાં માત્ર પચાસ જ બાકી છે...

જો કે, એવું લાગે છે કે આપણે નજીક આવી રહ્યા છીએ. અન્ય વસ્તુઓની સાથે, કારણ કે ચીને હમણાં જ સૌથી લાંબી ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાનો રેકોર્ડ તોડ્યો છે: 120 સેકન્ડ માટે 101 મિલિયન ડિગ્રી સેલ્સિયસ.

પ્રથમ, અમે આગળ વધીશું અને સમજાવીશું કે ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન ખરેખર શું છે. પરંપરાગત ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ્સ વિભાજનમાંથી ઊર્જા મુક્ત કરીને કાર્ય કરે છે. એટલે કે, અણુને "તોડો". આમ, ન્યુટ્રોનથી બોમ્બમારો કરવામાં આવેલ સમૃદ્ધ યુરેનિયમનો ઉપયોગ પરમાણુ સાંકળ પ્રતિક્રિયા શરૂ કરવા માટે થાય છે.

આ ફેક્ટરીઓ અડધી સદી કરતાં વધુ સમયથી કાર્યરત છે. વિશિષ્ટ, 1954માં સોવિયેત યુનિયનમાં પ્રથમ ગ્રીડ-જોડાયેલ પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ પૂર્ણ થયો હતો. જો કે, જેમ કે ચેર્નોબિલ પરમાણુ આપત્તિઓની શ્રેણી આપણને બતાવે છે, તે જોખમ વિના નથી.

એક તરફ, આપણી પાસે અનિયંત્રિત સાંકળ પ્રતિક્રિયાઓ છે. જોકે પરિણામો આપત્તિજનક હતા, આવી ઘટનાઓ અત્યંત અસામાન્ય છે. પરમાણુ વિભાજનની વાસ્તવિક સમસ્યા તે પેદા કરે છે તે કચરો છે, જે સેંકડો વર્ષો સુધી ખતરનાક રીતે કિરણોત્સર્ગી રહી શકે છે.

તેનાથી વિપરીત, ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન અથવા કૃત્રિમ સૂર્ય ઓછા અથવા કોઈ કચરા સાથે સુરક્ષિત રીતે પાવર જનરેટ કરવાની ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે. તેના ઓછા કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટને કારણે, તે આબોહવા પરિવર્તન સામેની લડાઈમાં એક શક્તિશાળી સાધન બની શકે છે.

ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન કેવી રીતે પ્રાપ્ત થાય છે

તે કેવી રીતે પ્રાપ્ત થાય છે? અનિવાર્યપણે, તે બે હળવા ન્યુક્લિયસને એક ભારે ન્યુક્લિયસમાં જોડે છે, જે તેમને પ્રચંડ દબાણ અને અત્યંત ઊંચા તાપમાનને આધિન કરે છે. પ્રતિક્રિયા પણ ઊર્જા મુક્ત કરે છે કારણ કે પરિણામી ન્યુક્લિયસ એકલા પ્રથમ બે ન્યુક્લી કરતાં ઓછા વિશાળ હોય છે.

સામાન્ય રીતે, કૃત્રિમ સૂર્ય બનાવવા માટે વપરાતું બળતણ ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રીટિયમ આઇસોટોપ પર આધારિત છે. ડ્યુટેરિયમ દરિયાના પાણીમાંથી કાઢી શકાય છે, જ્યારે ટ્રીટિયમ લિથિયમમાંથી કાઢી શકાય છે.. બંને તત્વો સંપૂર્ણ વિપુલ પ્રમાણમાં વિપુલ પ્રમાણમાં છે, યુરેનિયમની તુલનામાં લગભગ અનંત છે. ઉદાહરણ તરીકે, દરિયાના પાણીના એક લિટરમાં ડ્યુટેરિયમ ત્રણસો લિટર તેલની સમકક્ષ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકે છે.

ફ્યુઝન દરમિયાન છોડવામાં આવતી ઊર્જાને સમજવા માટે, તે ધ્યાનમાં લેવું પૂરતું છે કે થોડા ગ્રામ બળતણ ટેરાજોલ્સ પેદા કરી શકે છે: વિકસિત દેશમાં છ વર્ષ સુધી વ્યક્તિની ઉર્જા જરૂરિયાતો પૂરી કરવા માટે પૂરતું છે.

ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ પણ કચરો પેદા કરે છે. તેમાંથી મોટા ભાગનો હિલીયમ છે, એક નિષ્ક્રિય ગેસ. જો કે, ટ્રીટિયમમાંથી મેળવેલા કિરણોત્સર્ગી કચરાની થોડી માત્રા પણ ઉત્પન્ન થાય છે.

સદભાગ્યે, તેઓ તેમના વિભાજન સમકક્ષો પહેલાં લાંબા સમય સુધી ક્ષીણ થઈ જાય છે. ખાસ કરીને, તેઓ સો વર્ષથી ઓછા સમયમાં ફરીથી ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે અથવા રિસાયકલ કરી શકાય છે. બીજી બાજુ, ન્યુટ્રોન પ્રવાહ કે જે ફ્યુઝન દરમિયાન થાય છે તે આસપાસના પદાર્થોને અસર કરે છે, જે ધીમે ધીમે રક્ષણ વિના કિરણોત્સર્ગી બની જાય છે. તેથી, રિએક્ટર સ્ટ્રક્ચરનું રક્ષણ એ અન્ય નિર્ણાયક પાસું હશે.

ચીનનો કૃત્રિમ સૂર્ય કેવી રીતે કામ કરે છે

ઠીક છે, હવે અમારી પાસે અમારા ટ્રીટિયમ અને ડ્યુટેરિયમ ઇંધણ છે અને ઓપરેશનના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો છે. પરંતુ આ પ્રક્રિયા બરાબર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે? અહીં, પછી, સિદ્ધાંતમાંથી પ્રેક્ટિસ તરફ આગળ વધતી વખતે મુશ્કેલીઓ શરૂ કરો.

અમે અપેક્ષા રાખીએ છીએ તેમ, ખૂબ ઊંચા દબાણ અને તાપમાન લાગુ કરવું જરૂરી હતું. બળતણને અત્યંત ગરમ પ્લાઝમામાં ફેરવવા માટે પૂરતું છે. ઓછામાં ઓછા 100 મિલિયન ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાને અણુઓ એકબીજા સાથે અથડાતા હોવા જોઈએ, તેમને એકસાથે એટલા નજીક લાવવા માટે પૂરતા દબાણ સાથે કે પરમાણુ આકર્ષણ વિદ્યુત પ્રતિકૂળતાને દૂર કરે છે.

ખરબચડી સમાનતા સ્થાપિત કરવી એ સમાન ધ્રુવીયતાના બે ચુંબકના વિકારને દૂર કરવા જેવું છે જ્યાં સુધી તમે તેમને એકસાથે ગુંદર ન કરી શકો. આ આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓને હાંસલ કરવા માટે, ચુંબકીય ક્ષેત્રો અને શક્તિશાળી લેસર બીમનો ઉપયોગ બળતણ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે થાય છે. એકવાર હાયપરહોટ પ્લાઝ્મા સ્ટેટ પર પહોંચી ગયા પછી, રિએક્ટરનો નાશ કર્યા વિના ઉચ્ચ ગરમીના ઉત્સર્જનને નિયંત્રિત કરવાનો પ્રયાસ કરતી વખતે બળતણ ઉમેરવાનું ચાલુ રાખવું જોઈએ.

અલબત્ત, વિશ્વમાં એવી કોઈ સામગ્રી નથી કે જે 100 મિલિયન ડિગ્રી સેલ્સિયસનો સામનો કરી શકે અને તરત ઓગળે નહીં. આ તે છે જ્યાં પ્લાઝ્મા બંધન કાર્યમાં આવે છે, અને આ વિવિધ પ્રકારના રિએક્ટર દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે.

ન્યુક્લિયર ફ્યુઝનમાં નવીનતમ એડવાન્સિસ

જેમ આપણે મૂળ અપેક્ષા રાખીએ છીએ, ન્યુક્લિયર ફ્યુઝનના નવીનતમ વિકાસમાંના એકમાં ચીનની વિશેષતા છે. મે 2021 માં, ચીનના ચેંગડુમાં સાઉથવેસ્ટ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ફિઝિક્સ (SWIP) ના સંશોધકોએ જાહેરાત કરી કે તેમના HL-2M રિએક્ટરે પરમાણુ ફ્યુઝન પ્રયોગોના તમામ રેકોર્ડ તોડી નાખ્યા છે.

જો કે તે એક જટિલ પ્રક્રિયા છે, સૌથી મોટો પડકાર ફ્યુઝન પોતે જ નથી, જેમ કે તાજેતરના વર્ષોમાં ઘણા રિએક્ટર્સમાં પ્રાપ્ત થયું છે. વાસ્તવિક પડકાર સમય સાથે તેને જાળવી રાખવાનો છે: થોડા લોકો થોડીક સેકંડથી વધુ સમય કરવા સક્ષમ હોય છે.

ત્યાં જ SWIP વૈજ્ઞાનિકોને તેમનો મેડલ મળ્યો: તેઓ 150 સેકન્ડ માટે 101 મિલિયન ડિગ્રી સેલ્સિયસના તાપમાને પહોંચ્યા. અગાઉનો રેકોર્ડ 20 સેકન્ડ સાથે દક્ષિણ કોરિયાના નામે હતો.

આ ટોકમાક જેવા રિએક્ટરની જાહેરાત "કૃત્રિમ સૂર્ય" તરીકે કરવામાં આવે છે, પરંતુ તે વાસ્તવમાં સૂર્યના મૂળ કરતા દસ ગણું વધુ ગરમ છે. બધાની નજર હવે અત્યાર સુધીની સૌથી મોટી આંતરરાષ્ટ્રીય દાવ પર છે: ITER. આ મહાન પ્રોજેક્ટ કે 35 દેશોનો સમાવેશ થાય છે જે બાંધકામના પ્રથમ તબક્કાને પૂર્ણ કરે છે. જો બધુ બરાબર રહ્યું તો અંતિમ રિએક્ટર 500ની આસપાસ 2035 મેગાવોટ વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકશે.

હું આશા રાખું છું કે આ માહિતી દ્વારા તમે ચીનના કૃત્રિમ સોલો અને તેની લાક્ષણિકતાઓ વિશે વધુ જાણી શકશો.