ప్రతిదానిని నియంత్రించాలనే మానవ ఉత్సుకత గొప్ప సాంకేతిక పురోగతిని కనుగొనటానికి దారితీసిందని మనకు తెలుసు. ఈ శతాబ్దంలో మానవుడు ఎదుర్కొంటున్న పెద్ద సమస్యల్లో ఒకటి ఇంధన సంక్షోభం. అంటే న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ని నిర్వహించడానికి అవసరమైన అన్ని అంశాలను అభివృద్ధి చేయాల్సి ఉంటుంది. ది చైనా కృత్రిమ సూర్యుడు ఇది అణు సంలీనాన్ని సాధించడానికి మరియు శక్తి సంక్షోభం యొక్క సమస్యలను అంతం చేయడానికి దగ్గరగా ఉంది.
ఈ వ్యాసంలో చైనాలో కృత్రిమ సూర్యుడు అంటే ఏమిటి, దాని లక్షణాలు ఏమిటి మరియు ప్రపంచ శక్తి నమూనాకు ఇది ఎంత ముఖ్యమైనది అని మేము మీకు చెప్పబోతున్నాము.
ఇండెక్స్
చైనా యొక్క కృత్రిమ సూర్యుడు ఏమిటి
వారు దానిని కృత్రిమ సూర్యుడు అని పిలుస్తారు, ఎందుకంటే ఇది మన సమీప నక్షత్రం వలె అదే శక్తిని ఉపయోగిస్తుంది. ఇది ఫ్యూజన్ అని పిలువబడే సాంకేతిక పేరుతో సైన్స్‌లో అత్యంత ఆశాజనకమైన పురోగతిలో ఒకటి: దశాబ్దాలుగా గొప్ప శక్తులు వెంబడిస్తున్న దాదాపు స్వచ్ఛమైన శక్తి వనరు. ఎంతలా అంటే యాభై ఏళ్ల క్రితం అంటే యాభై మాత్రమే మిగిలాయని...
అయినా మనం దగ్గరవుతున్నట్లుంది. ఇతర విషయాలతోపాటు, చైనా అతి పొడవైన అణు సంలీన ప్రతిచర్య రికార్డును బద్దలు కొట్టింది: 120 సెకన్లకు 101 మిలియన్ డిగ్రీల సెల్సియస్.
ముందుగా, మేము ముందుకు వెళ్లి, అణు సంలీనం నిజంగా ఏమిటో వివరిస్తాము. సాంప్రదాయ అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లు విచ్ఛిత్తి నుండి శక్తిని విడుదల చేయడం ద్వారా పని చేస్తాయి. అంటే పరమాణువును "విచ్ఛిన్నం" చేయడం. అందువల్ల, న్యూట్రాన్‌లతో పేల్చిన సుసంపన్నమైన యురేనియం అణు గొలుసు చర్యను ప్రారంభించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
ఈ కర్మాగారాలు అర్ధ శతాబ్దానికి పైగా పనిచేస్తున్నాయి. నిర్దిష్ట, 1954లో సోవియట్ యూనియన్‌లో మొదటి గ్రిడ్-కనెక్ట్ అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ పూర్తయింది. అయితే, చెర్నోబిల్ అణు విపత్తుల పరంపర మనకు చూపుతున్నట్లుగా, అవి ప్రమాదం లేకుండా లేవు.
ఒక వైపు, మనకు అనియంత్రిత గొలుసు ప్రతిచర్యలు ఉన్నాయి. పరిణామాలు విపత్తుగా ఉన్నప్పటికీ, ఇటువంటి సంఘటనలు చాలా అసాధారణమైనవి. అణు విచ్ఛిత్తికి సంబంధించిన అసలైన సమస్య అది ఉత్పత్తి చేసే వ్యర్థాలు, ఇది వందల సంవత్సరాలపాటు ప్రమాదకరమైన రేడియోధార్మికత కలిగి ఉంటుంది.
దీనికి విరుద్ధంగా, న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ లేదా కృత్రిమ సూర్యుడు ఎటువంటి వ్యర్థాలు లేకుండా సురక్షితంగా శక్తిని ఉత్పత్తి చేయగల సామర్థ్యాన్ని అందిస్తాయి. దాని తక్కువ కార్బన్ పాదముద్రకు ధన్యవాదాలు, వాతావరణ మార్పులకు వ్యతిరేకంగా పోరాటంలో ఇది శక్తివంతమైన సాధనం.
న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ఎలా సాధించబడుతుంది
అది ఎలా సాధించబడుతుంది? ముఖ్యంగా, ఇది రెండు కాంతి కేంద్రకాలను ఒక భారీ కేంద్రకంలో మిళితం చేస్తుంది, వాటిని అపారమైన ఒత్తిడి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు గురి చేస్తుంది. ప్రతిచర్య కూడా శక్తిని విడుదల చేస్తుంది ఎందుకంటే ఫలితంగా వచ్చే కేంద్రకాలు మొదటి రెండు కేంద్రకాల కంటే తక్కువ భారీగా ఉంటాయి.
సాధారణంగా, కృత్రిమ సూర్యుడిని సృష్టించడానికి ఉపయోగించే ఇంధనం డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం ఐసోటోపులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సముద్రపు నీటి నుండి డ్యూటెరియంను తీయవచ్చు, అయితే ట్రిటియంను లిథియం నుండి తీయవచ్చు.. రెండు మూలకాలు సంపూర్ణ సమృద్ధిలో సమృద్ధిగా ఉన్నాయి, యురేనియంతో పోలిస్తే దాదాపు అనంతం. ఉదాహరణకు, ఒక లీటరు సముద్రపు నీటిలోని డ్యూటెరియం మూడు వందల లీటర్ల చమురుకు సమానమైన శక్తిని ఉత్పత్తి చేయగలదు.
ఫ్యూజన్ సమయంలో విడుదలయ్యే శక్తిని అర్థం చేసుకోవడానికి, కొన్ని గ్రాముల ఇంధనం టెరాజౌల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయగలదని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే సరిపోతుంది: అభివృద్ధి చెందిన దేశంలోని వ్యక్తికి ఆరు సంవత్సరాల పాటు శక్తి అవసరాలను తీర్చడానికి సరిపోతుంది.
ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యలు వ్యర్థాలను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తాయి. అందులో ఎక్కువ భాగం హీలియం, జడ వాయువు. అయినప్పటికీ, ట్రిటియం నుండి తీసుకోబడిన రేడియోధార్మిక వ్యర్థాలు కూడా తక్కువ మొత్తంలో ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.
అదృష్టవశాత్తూ, అవి విచ్ఛిత్తి ప్రత్యర్ధుల కంటే చాలా కాలం ముందు క్షీణిస్తాయి. ప్రత్యేకంగా, వాటిని వంద సంవత్సరాలలోపు తిరిగి ఉపయోగించుకోవచ్చు లేదా రీసైకిల్ చేయవచ్చు. మరోవైపు, ఫ్యూజన్ సమయంలో సంభవించే న్యూట్రాన్ ఫ్లక్స్ పరిసర పదార్థాలను ప్రభావితం చేస్తుంది, ఇది రక్షణ లేకుండా క్రమంగా రేడియోధార్మికత అవుతుంది. అందువలన, రియాక్టర్ నిర్మాణం యొక్క కవచం మరొక కీలకమైన అంశం.
చైనా కృత్రిమ సూర్యుడు ఎలా పనిచేస్తాడు
సరే, ఇప్పుడు మన ట్రిటియం మరియు డ్యూటెరియం ఇంధనాలు మరియు ఆపరేషన్ యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాలు ఉన్నాయి. కానీ ఈ ప్రక్రియ సరిగ్గా ఎలా పని చేస్తుంది? ఇక్కడ, అప్పుడు, సిద్ధాంతం నుండి అభ్యాసానికి వెళ్ళేటప్పుడు ఆపదలను ప్రారంభించండి.
మేము ఊహించినట్లుగా, చాలా అధిక పీడనాలు మరియు ఉష్ణోగ్రతలను వర్తింపజేయడం అవసరం. ఇంధనాన్ని అత్యంత వేడి ప్లాస్మాగా మార్చడానికి సరిపోతుంది. కనీసం 100 మిలియన్ డిగ్రీల సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద పరమాణువులు ఒకదానితో ఒకటి ఢీకొనాలి, అణు ఆకర్షణ విద్యుత్ వికర్షణను అధిగమించేంత దగ్గరగా వాటిని తీసుకురావడానికి తగినంత ఒత్తిడితో.
ఒక కఠినమైన సమాంతరతను ఏర్పాటు చేయడం అనేది ఒకే ధ్రువణత యొక్క రెండు అయస్కాంతాల వికర్షణను అధిగమించడం వంటిది, మీరు వాటిని కలిసి జిగురు చేసే వరకు. ఈ తీవ్రమైన పరిస్థితులను సాధించడానికి, ఇంధనాన్ని కేంద్రీకరించడానికి అయస్కాంత క్షేత్రాలు మరియు శక్తివంతమైన లేజర్ కిరణాలు ఉపయోగించబడతాయి. హైపర్‌హాట్ ప్లాస్మా స్థితికి చేరుకున్న తర్వాత, రియాక్టర్‌ను నాశనం చేయకుండా అధిక ఉష్ణ ఉద్గారాలను నియంత్రించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నప్పుడు ఇంధనాన్ని జోడించడం కొనసాగించాలి.
వాస్తవానికి, తక్షణమే కరగకుండా 100 మిలియన్ డిగ్రీల సెల్సియస్‌ను తట్టుకోగల పదార్థం ప్రపంచంలో ఏదీ లేదు. ఇక్కడే ప్లాస్మా నిర్బంధం అమలులోకి వస్తుంది మరియు ఇది వివిధ రకాల రియాక్టర్ల ద్వారా సాధించబడుతుంది.
న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్లో తాజా పురోగతులు
మేము మొదట ఊహించినట్లుగా, న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్లో తాజా పరిణామాలలో ఒకటి చైనాను కలిగి ఉంది. మే 2021లో, చైనాలోని చెంగ్డులోని సౌత్‌వెస్ట్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్ (SWIP) పరిశోధకులు తమ HL-2M రియాక్టర్ న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ప్రయోగాల కోసం అన్ని రికార్డులను బద్దలు కొట్టినట్లు ప్రకటించారు.
ఇది సంక్లిష్టమైన ప్రక్రియ అయినప్పటికీ, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో అనేక రియాక్టర్‌లలో సాధించినట్లుగా, అతిపెద్ద సవాలు కలయిక కాదు. కాలక్రమేణా దానిని కొనసాగించడమే నిజమైన సవాలు: కొంతమంది వ్యక్తులు కొన్ని సెకన్ల కంటే ఎక్కువ చేయగలరు.
SWIP శాస్త్రవేత్తలు తమ పతకాన్ని పొందారు: వారు 150 సెకన్ల పాటు 101 మిలియన్ డిగ్రీల సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకున్నారు. గతంలో దక్షిణ కొరియా 20 సెకన్లతో రికార్డు సృష్టించింది.
ఈ టోకామాక్ లాంటి రియాక్టర్ "కృత్రిమ సూర్యుడు"గా ప్రచారం చేయబడింది, అయితే ఇది వాస్తవానికి సూర్యుని కోర్ కంటే పది రెట్లు ఎక్కువ వేడిగా ఉంటుంది. ఇప్పుడు అందరి దృష్టి ఇప్పటివరకు అతిపెద్ద అంతర్జాతీయ పందెం మీద ఉంది: ITER. ఈ గొప్ప ప్రాజెక్ట్ 35 దేశాలు కేవలం మొదటి దశ నిర్మాణాన్ని పూర్తి చేశాయి. అన్నీ సవ్యంగా సాగితే 500 నాటికి తుది రియాక్టర్ 2035 మెగావాట్ల విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేయగలదు.
ఈ సమాచారంతో మీరు చైనా నుండి కృత్రిమ సోలో మరియు దాని లక్షణాల గురించి మరింత తెలుసుకోవచ్చు అని నేను ఆశిస్తున్నాను.