चीनी कृत्रिम सूर्य

आपल्याला माहित आहे की प्रत्येक गोष्टीवर नियंत्रण ठेवण्याच्या मानवी जिज्ञासेमुळे मोठ्या तांत्रिक प्रगतीचा शोध लागला आहे. या शतकात मानवासमोरील एक मोठी समस्या म्हणजे ऊर्जा संकट. याचा अर्थ अणु संलयन पार पाडण्यासाठी सर्व आवश्यक बाबी विकसित कराव्या लागतील. द चीन कृत्रिम सूर्य ते आण्विक संलयन साध्य करण्याच्या आणि ऊर्जा संकटाच्या समस्या संपवण्याच्या जवळ आहे.

या लेखात आम्ही तुम्हाला चीनमधला कृत्रिम सूर्य काय आहे, त्याची वैशिष्ट्ये काय आहेत आणि जागतिक ऊर्जेच्या उदाहरणासाठी तो किती महत्त्वाचा आहे हे सांगणार आहोत.

चीनचा कृत्रिम सूर्य काय आहे

ते त्याला कृत्रिम सूर्य म्हणतात कारण तो आपल्या जवळच्या ताऱ्यासारखाच ऊर्जा स्त्रोत वापरतो. हे फ्यूजन नावाच्या तांत्रिक नावासह, विज्ञानातील सर्वात आशाजनक प्रगतींपैकी एक आहे: उर्जेचा जवळचा स्वच्छ स्त्रोत ज्याचा अनेक दशकांपासून महान शक्ती पाठलाग करत आहेत. इतके की पन्नास वर्षांपूर्वी असे म्हटले जात होते की फक्त पन्नास शिल्लक आहेत...

तथापि, असे दिसते की आपण जवळ येत आहोत. इतर गोष्टींबरोबरच, कारण चीनने नुकतेच सर्वात प्रदीर्घ अणु संलयन अभिक्रियाचा विक्रम मोडला आहे: 120 सेकंदांसाठी 101 दशलक्ष अंश सेल्सिअस.

प्रथम, आम्ही पुढे जाऊ आणि न्यूक्लियर फ्यूजन म्हणजे काय ते स्पष्ट करू. पारंपारिक अणुऊर्जा प्रकल्प विखंडनातून ऊर्जा मुक्त करून कार्य करतात. म्हणजेच, अणू "ब्रेक" करा. अशाप्रकारे, न्यूट्रॉनने भरलेले समृद्ध युरेनियम आण्विक साखळी प्रतिक्रिया सुरू करण्यासाठी वापरले जाते.

अर्धशतकाहून अधिक काळ हे कारखाने सुरू आहेत. विशिष्ट, पहिला ग्रीड-कनेक्ट केलेला अणुऊर्जा प्रकल्प सोव्हिएत युनियनमध्ये 1954 मध्ये पूर्ण झाला. तथापि, चेरनोबिल आण्विक आपत्तींची मालिका आपल्याला दर्शविते, ते धोक्याशिवाय नाहीत.

एकीकडे, आपल्याकडे अनियंत्रित साखळी प्रतिक्रिया आहेत. त्याचे परिणाम भयंकर असले तरी अशा घटना अत्यंत असामान्य आहेत. आण्विक विखंडनाची खरी समस्या म्हणजे त्यातून निर्माण होणारा कचरा, जो शेकडो वर्षे धोकादायकपणे किरणोत्सर्गी राहू शकतो.

याउलट, न्यूक्लियर फ्यूजन किंवा कृत्रिम सूर्य कमी ते कचऱ्याशिवाय सुरक्षितपणे ऊर्जा निर्माण करण्याची क्षमता देते. त्याच्या कमी कार्बन फूटप्रिंटमुळे, हवामान बदलाविरूद्धच्या लढ्यात हे एक शक्तिशाली साधन असू शकते.

न्यूक्लियर फ्यूजन कसे साध्य केले जाते

ते कसे साध्य होते? मूलत:, ते दोन हलक्या केंद्रकांना एका जड केंद्रकात एकत्रित करते, त्यांना प्रचंड दाब आणि अत्यंत उच्च तापमानाच्या अधीन करते. प्रतिक्रिया देखील ऊर्जा सोडते कारण परिणामी केंद्रक पहिल्या दोन केंद्रकांपेक्षा कमी मोठे असतात.

सामान्यतः, कृत्रिम सूर्य तयार करण्यासाठी वापरले जाणारे इंधन ड्युटेरियम आणि ट्रिटियम समस्थानिकांवर आधारित असते. ड्युटेरियम हे समुद्राच्या पाण्यातून काढता येते, तर ट्रिटियम लिथियममधून काढता येते.. दोन्ही घटक निरपेक्ष विपुलतेने मुबलक आहेत, युरेनियमच्या तुलनेत जवळजवळ अमर्याद आहेत. उदाहरणार्थ, समुद्राच्या एका लिटर पाण्यात ड्युटेरियम तीनशे लिटर तेलाच्या समतुल्य ऊर्जा निर्माण करू शकते.

फ्यूजन दरम्यान सोडलेली ऊर्जा समजून घेण्यासाठी, हे लक्षात घेणे पुरेसे आहे की काही ग्रॅम इंधन टेराजुल्स तयार करू शकते: विकसित देशातील एखाद्या व्यक्तीची सहा वर्षे ऊर्जेची गरज भागवण्यासाठी पुरेसे आहे.

फ्यूजन प्रतिक्रिया देखील कचरा तयार करतात. त्यातील बहुतेक हेलियम, एक अक्रिय वायू आहे. तथापि, ट्रिटियमपासून तयार होणारा किरणोत्सर्गी कचरा देखील कमी प्रमाणात तयार होतो.

सुदैवाने, ते त्यांच्या विखंडन समकक्षांच्या खूप आधी नष्ट होतात. विशेषतः, ते शंभर वर्षांपेक्षा कमी कालावधीत पुन्हा वापरले किंवा पुनर्वापर केले जाऊ शकतात. दुसरीकडे, फ्यूजन दरम्यान उद्भवणारे न्यूट्रॉन फ्लक्स आसपासच्या पदार्थांवर परिणाम करते, जे संरक्षणाशिवाय हळूहळू किरणोत्सर्गी बनते. त्यामुळे, अणुभट्टीच्या संरचनेचे संरक्षण ही आणखी एक महत्त्वाची बाब असेल.

चीनचा कृत्रिम सूर्य कसा काम करतो

ठीक आहे, आता आमच्याकडे आमचे ट्रिटियम आणि ड्युटेरियम इंधन आणि ऑपरेशनची मूलभूत तत्त्वे आहेत. पण ही प्रक्रिया नेमकी कशी चालते? येथे, नंतर, सिद्धांताकडून सरावाकडे जाताना तोटे सुरू करा.

आम्ही अपेक्षेप्रमाणे, खूप उच्च दाब आणि तापमान लागू करणे आवश्यक होते. इंधन अत्यंत गरम प्लाझ्मामध्ये बदलण्यासाठी पुरेसे आहे. कमीतकमी 100 दशलक्ष अंश सेल्सिअस तापमानात अणू एकमेकांशी आदळले पाहिजेत, त्यांना इतके जवळ आणण्यासाठी पुरेशा दाबाने की आण्विक आकर्षण विद्युत प्रतिकर्षणावर मात करते.

खडबडीत समांतरता स्थापित करणे म्हणजे समान ध्रुवीयतेच्या दोन चुंबकांच्या प्रतिकर्षणावर मात करण्यासारखे आहे जोपर्यंत तुम्ही त्यांना एकत्र चिकटवू शकत नाही. या अत्यंत परिस्थिती साध्य करण्यासाठी, चुंबकीय क्षेत्रे आणि शक्तिशाली लेसर बीमचा वापर इंधनावर लक्ष केंद्रित करण्यासाठी केला जातो. हायपरहॉट प्लाझ्मा स्थिती गाठल्यावर, अणुभट्टी नष्ट न करता उच्च उष्णतेचे उत्सर्जन नियंत्रित करण्याचा प्रयत्न करताना इंधन जोडले जाणे आवश्यक आहे.

अर्थात, 100 दशलक्ष अंश सेल्सिअस तत्काळ वितळल्याशिवाय तग धरू शकेल अशी कोणतीही सामग्री जगात नाही. येथेच प्लाझ्मा बंदिवास लागू होतो आणि हे विविध प्रकारच्या अणुभट्ट्यांमधून साध्य होते.

आण्विक संलयन मध्ये नवीनतम प्रगती

आम्ही मूलतः अपेक्षेप्रमाणे, आण्विक संलयनातील नवीनतम घडामोडींपैकी एक चीनचे वैशिष्ट्य आहे. मे 2021 मध्ये, चीनमधील चेंगडू येथील साउथवेस्ट इन्स्टिट्यूट ऑफ फिजिक्स (SWIP) मधील संशोधकांनी घोषित केले की त्यांच्या HL-2M अणुभट्टीने अणु संलयन प्रयोगांचे सर्व रेकॉर्ड मोडले आहेत.

ही एक जटिल प्रक्रिया असली तरी, सर्वात मोठे आव्हान फ्युजन हे नाही, जसे की अलिकडच्या वर्षांत अनेक अणुभट्ट्यांमध्ये साध्य झाले आहे. काळाच्या ओघात टिकवून ठेवणे हे खरे आव्हान आहे: काही लोक काही सेकंदांपेक्षा जास्त काम करण्यास सक्षम असतात.

तिथेच SWIP शास्त्रज्ञांना त्यांचे पदक मिळाले: त्यांनी 150 सेकंदांसाठी 101 दशलक्ष अंश सेल्सिअस तापमान गाठले. यापूर्वी २० सेकंदांचा विक्रम दक्षिण कोरियाच्या नावावर होता.

या टोकमाक सारख्या अणुभट्टीची जाहिरात "कृत्रिम सूर्य" म्हणून केली जाते, परंतु प्रत्यक्षात ती सूर्याच्या गाभ्यापेक्षा दहापट जास्त गरम आहे. सर्वांच्या नजरा आता आतापर्यंतच्या सर्वात मोठ्या आंतरराष्ट्रीय सट्टेवर आहेत: ITER. हा महान प्रकल्प आहे नुकताच बांधकामाचा पहिला टप्पा पूर्ण केलेल्या 35 देशांचा समावेश आहे. सर्व काही व्यवस्थित राहिल्यास, अंतिम अणुभट्टी 500 च्या आसपास 2035 मेगावॅट वीज निर्माण करण्यास सक्षम असेल.

मला आशा आहे की या माहितीद्वारे तुम्हाला चीनमधील कृत्रिम सोलो आणि त्याच्या वैशिष्ट्यांबद्दल अधिक माहिती मिळेल.