ഫ്യൂഷൻ എനർജി: ചൈനയിലെ ഈസ്റ്റ് ടോകാമാക് പ്രധാന നാഴികക്കല്ല് കൈവരിച്ചു

ചൈനയിലെ എക്സ്പിരിമെൻ്റൽ അഡ്വാൻസ്ഡ് സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ടോകാമാക് (ഈസ്റ്റ്) 1,066 സെക്കൻഡ് നേരത്തേക്ക് 403-ൽ നേടിയ 2023 സെക്കൻഡ് എന്ന സ്വന്തം റെക്കോർഡ് തകർത്തുകൊണ്ട് സ്ഥിരമായ ഹൈ-കോൺഡക്‌ഷൻ പ്ലാസ്മ ഓപ്പറേഷൻ വിജയകരമായി നിലനിർത്തി.   

20 ജനുവരി 2025-ന്, ചൈനയിലെ പരീക്ഷണാത്മക അഡ്വാൻസ്ഡ് സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ടോകാമാക് (ഈസ്റ്റ്) സൗകര്യം (ചൈനയുടെ 'കൃത്രിമ സൂര്യൻ' എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു) 1,066 സെക്കൻഡ് നേരത്തേക്ക് സ്ഥിരമായ ഹൈ-കോൺഫൻമെൻ്റ് പ്ലാസ്മ പ്രവർത്തനം വിജയകരമായി നിലനിർത്തി. 1,066 സെക്കൻഡുകളുടെ ദൈർഘ്യം ഫ്യൂഷൻ ഗവേഷണത്തിലെ ഒരു പ്രധാന ഘട്ടമാണ്; അതിനാൽ ഈ നേട്ടം ഫ്യൂഷൻ പവർ ഉൽപ്പാദനം പിന്തുടരുന്നതിലെ ഒരു നാഴികക്കല്ലാണ്. ഈസ്റ്റ് സൗകര്യം 403-ൽ 2023 സെക്കൻഡ് നേരത്തേക്ക് സ്ഥിരമായ ഹൈ-കോൺഫിൻമെൻ്റ് പ്ലാസ്മ ഓപ്പറേഷൻ നിലനിർത്തിയിരുന്നു. ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ അനുവദിക്കുന്നതിന്, നിയന്ത്രിത ഫ്യൂഷൻ സൗകര്യങ്ങൾ സ്ഥിരമായ ദീർഘകാല പ്രവർത്തനം നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് 100 ദശലക്ഷം ℃ താപനിലയിൽ എത്തേണ്ടതുണ്ട്.  

ചൈനയിലെ എക്സ്പിരിമെൻ്റൽ അഡ്വാൻസ്ഡ് സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ടോകാമാക് (ഈസ്റ്റ്) സൗകര്യം 2007-ൽ പ്രവർത്തനക്ഷമമായി. ഇത് ഒരു ടോകാമാക് ഉപകരണമാണ്, ഇത് പ്രവർത്തനക്ഷമമായതുമുതൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഫ്യൂഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പരീക്ഷണങ്ങളും ഗവേഷണങ്ങളും നടത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു ഓപ്പൺ ടെസ്റ്റിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമായി ഇത് പ്രവർത്തിക്കുന്നു.  

EAST tokamak ഉപകരണം ആകൃതിയിലും സന്തുലിതാവസ്ഥയിലും ITER ന് സമാനമാണ്, എന്നാൽ ചെറുതും എന്നാൽ കൂടുതൽ വഴക്കമുള്ളതുമാണ്. ഇതിന് മൂന്ന് വ്യതിരിക്തമായ സവിശേഷതകളുണ്ട്: നോൺ-വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ക്രോസ്-സെക്ഷൻ, പൂർണ്ണമായും സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് മാഗ്നറ്റുകൾ, പൂർണ്ണമായും സജീവമായി വെള്ളം-തണുത്ത പ്ലാസ്മ അഭിമുഖീകരിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ (PFCs). ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ്റെ കാന്തിക ബന്ധന സമീപനത്തിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് റെക്കോർഡ് ബ്രേക്കിംഗ് പ്ലാസ്മ താപനില കൈവരിക്കുന്നതിൽ ഇത് ഗണ്യമായ പുരോഗതി കൈവരിച്ചു. 

പ്ലാസ്മയെ പരിമിതപ്പെടുത്താനും നിയന്ത്രിക്കാനും കാന്തങ്ങളുടെ ഉപയോഗം ആണവ സംയോജനത്തിന് ആവശ്യമായ തീവ്രമായ അവസ്ഥയിലെത്താനുള്ള രണ്ട് പ്രധാന സമീപനങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്. ടോകാമാക് ഉപകരണങ്ങൾ താപം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനും ഉയർന്ന താപനില പ്ലാസ്മയെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നതിനും കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ ടോകാമാക് പദ്ധതിയാണ് ITER. തെക്കൻ ഫ്രാൻസിലെ സെൻ്റ് പോൾ-ലെസ്-ഡ്യൂറൻസ് ആസ്ഥാനമാക്കി, 35 രാജ്യങ്ങളുടെ ഏറ്റവും വലിയ ഫ്യൂഷൻ എനർജി സഹകരണമാണ് ITER. ഫ്യൂഷൻ ഇഗ്നിഷൻ നടക്കാൻ ആവശ്യമായ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഫ്യൂഷൻ ഇന്ധനം ദീർഘനേരം പരിമിതപ്പെടുത്താൻ ഇത് ഒരു റിംഗ് ടോറസ് (അല്ലെങ്കിൽ ഡോനട്ട് മാഗ്നറ്റിക് ഉപകരണം) ഉപയോഗിക്കുന്നു. ITER പോലെ, യുണൈറ്റഡ് കിംഗ്ഡത്തിലെ STEP ഫ്യൂഷൻ പ്രോഗ്രാമും ടോകാമാക് ഉപയോഗിച്ചുള്ള പ്ലാസ്മയുടെ കാന്തിക പരിമിതിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, STEP പ്രോഗ്രാമിൻ്റെ ടോകാമാക് ഗോളാകൃതിയിലായിരിക്കും (ITER-ൻ്റെ ഡോനട്ട് ആകൃതിക്ക് പകരം). ഗോളാകൃതിയിലുള്ള ടോകാമാക് ഒതുക്കമുള്ളതും ചെലവ് കുറഞ്ഞതും സ്കെയിൽ ചെയ്യാൻ എളുപ്പവുമാണ്.   

ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷന് ആവശ്യമായ തീവ്ര സാഹചര്യങ്ങൾ കൈവരിക്കുന്നതിനുള്ള മറ്റൊരു സമീപനമാണ് ഇനേർഷ്യൽ കോൺഫിൻമെൻ്റ് ഫ്യൂഷൻ (ഐസിഎഫ്). ഈ സമീപനത്തിൽ, ഒരു ചെറിയ അളവിലുള്ള ഫ്യൂഷൻ ഇന്ധനം വേഗത്തിൽ കംപ്രസ്സുചെയ്യുകയും ചൂടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നതിലൂടെ അങ്ങേയറ്റത്തെ ഫ്യൂഷൻ അവസ്ഥകൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. ലോറൻസ് ലിവർമോർ നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിലെ (എൽഎൽഎൻഎൽ) നാഷണൽ ഇഗ്നിഷൻ ഫെസിലിറ്റി (എൻഐഎഫ്) ഉയർന്ന ഊർജമുള്ള ലേസർ ബീമുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഡ്യൂട്ടീരിയം-ട്രിറ്റിയം ഇന്ധനം നിറച്ച കാപ്സ്യൂളുകൾ ഇംപ്ലോഡ് ചെയ്യാൻ ലേസർ-ഡ്രൈവ് ഇംപ്ലോഷൻ ടെക്നിക് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഊർജ്ജ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി നിയന്ത്രിത ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ ഉപയോഗപ്പെടുത്താമെന്ന ഈ സമീപനത്തിൻ്റെ തെളിവ് NIF അടുത്തിടെ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.   

*** 

അവലംബം:  

1. Hefei ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഫിസിക്കൽ സയൻസ്, CAS. വാർത്ത - ചൈനീസ് "കൃത്രിമ സൂര്യൻ" ഫ്യൂഷൻ പവർ ജനറേഷനിലേക്കുള്ള ഒരു സുപ്രധാന നാഴികക്കല്ലിൽ പുതിയ റെക്കോർഡ് കൈവരിച്ചു. പോസ്റ്റ് ചെയ്തത് 21 ജനുവരി 2025. ഇവിടെ ലഭ്യമാണ് https://english.hf.cas.cn/nr/bth/202501/t20250121_899051.html  

2. പരീക്ഷണാത്മക അഡ്വാൻസ്ഡ് സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ടോകാമാക് (ഈസ്റ്റ്). ഹ്രസ്വമായ ആമുഖം. എന്ന വിലാസത്തിൽ ലഭ്യമാണ്  http://east.ipp.ac.cn/index/article/info/id/52.html  

3. Zhou C., 2024. കിഴക്കും ITER tokamak ഉം തമ്മിലുള്ള താരതമ്യം. സൈദ്ധാന്തികവും പ്രകൃതിശാസ്ത്രവും, 43,162-167. DOI: https://doi.org/10.54254/2753-8818/43/20240818  

4. Hu, J., Xi, W., Zhang, J. et al. എല്ലാ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ടോകാമാക്: ഈസ്റ്റ്. AAPPS കാള. 33, 8 (2023). https://doi.org/10.1007/s43673-023-00080-9  

5. Zheng J., et al 2022. സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ടോകാമാക് കോൺഫിഗറേഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചൈനീസ് ഫ്യൂഷൻ ഗവേഷണത്തിലെ സമീപകാല പുരോഗതി. ഇന്നൊവേഷൻ. വാല്യം 3, ലക്കം 4, 12 ജൂലൈ 2022, 100269. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100269  

*** 

അനുബന്ധ ലേഖനങ്ങൾ  

1. യുകെയുടെ ഫ്യൂഷൻ എനർജി പ്രോഗ്രാം: സ്റ്റെപ്പ് പ്രോട്ടോടൈപ്പ് പവർ പ്ലാൻ്റിനുള്ള കൺസെപ്റ്റ് ഡിസൈൻ അവതരിപ്പിച്ചു (7 സെപ്റ്റംബർ 2024).  

2. ലോറൻസ് ലബോറട്ടറിയിൽ 'ഫ്യൂഷൻ ഇഗ്നിഷൻ' നാലാം തവണയും പ്രദർശിപ്പിച്ചു (20 ഡിസംബർ 2023) 

3. ഫ്യൂഷൻ ഇഗ്നിഷൻ ഒരു യാഥാർത്ഥ്യമാകുന്നു; ലോറൻസ് ലബോറട്ടറിയിൽ നേടിയ എനർജി ബ്രേക്ക്‌വെൻ (15 ഡിസംബർ 2022) 

***