मेगाप्रोजेक्ट्स
ITER: पृथ्वी पर एक मिनी सूरज का निर्माण
ITER, न्यूक्लियर फ्यूजन का मार्ग
ITER, जो इंटरनेशनल थर्मोन्यूक्लियर एक्सपेरिमेंटल रिएक्टर के लिए एक संक्षिप्त नाम है, जो लैटिन में “द वे” के रूप में भी जाना जाता है, न्यूक्लियर फ्यूजन-आधारित ऊर्जा उत्पादन को मास्टर करने के लिए दुनिया का सबसे बड़ा प्रयास है।
ITER सात पक्षों द्वारा वित्तपोषित और संचालित किया जाता है: यूरोपीय संघ (27 देश), चीन, भारत, जापान, रूस, दक्षिण कोरिया और संयुक्त राज्य अमेरिका। इसके अलावा ऑस्ट्रेलिया, कनाडा, कजाकिस्तान और थाईलैंड के साथ सहयोग समझौते हैं।
यूके ने तब भाग लिया जब यह यूरोपीय संघ में था और 2023 में कार्यक्रम में अपनी भागीदारी बंद कर दी।
स्रोत: SciTech Daily
सिद्धांत रूप में, ITER व्यावसायिक फ्यूजन के लिए एक प्रोटोटाइप और प्रयोगात्मक प्रदर्शक हो सकता है, जो मानवता को लगभग असीमित सस्ती ऊर्जा खोल सकता है।
यह कार्यों जैसे रेगिस्तान को हरा करने, सीओ२ उत्सर्जन से लड़ने या एक अंतरिक्ष-यात्रा करने वाली सभ्यता बनने को लगभग तुच्छ बना देगा।
तो जबकि यह फल देने में थोड़ा समय लग सकता है, संभावना इतनी बड़ी है कि यह सबसे महत्वपूर्ण मेगाप्रोजेक्ट्स में से एक के रूप में याद किया जा सकता है।
न्यूक्लियर फ्यूजन
असीमित शक्ति
न्यूक्लियर फ्यूजन क्लासिकल न्यूक्लियर ऊर्जा (फिशन) से अलग है क्योंकि यह बहुत हल्के तत्वों का उपयोग करता है। यह भारी परमाणुओं जैसे यूरेनियम को विभाजित करने के बजाय बहुत हल्के परमाणुओं को एक साथ मिलाता है, आमतौर पर हाइड्रोजन।
यह सैद्धांतिक रूप से न्यूक्लियर फ्यूजन को एक असीमित शक्ति का स्रोत बनाता है, क्योंकि हाइड्रोजन ब्रह्मांड में मATTER का सबसे सामान्य रूप है।
इस प्रक्रिया से बहुत अधिक ऊर्जा का उत्पादन होता है, जो न्यूक्लियर फिशन की तुलना में 3-10 गुना अधिक ऊर्जा और स्टार्स को शक्ति प्रदान करने वाली ऊर्जा का उत्पादन करता है।
स्रोत: नेचर
न्यूक्लियर फ्यूजन प्रक्रिया में ड्यूटेरियम-ट्रिटियम ईंधन मिश्रण का एक ग्राम 11 टन कोयले के बराबर है। किसी व्यक्ति की पूरी जीवनकाल ऊर्जा की खपत एक बोतल ईंधन से ढकी जा सकती है जो उनके हाथ में पकड़ी जा सकती है।
न्यूक्लियर फ्यूजन के लाभ
न्यूक्लियर फ्यूजन न केवल बहुत अधिक ऊर्जा प्रदान करता है, बल्कि इसमें कुछ प्रमुख लाभ भी हैं जो किसी अन्य शक्ति स्रोत का दावा नहीं कर सकते:
- ड्यूटेरियम पृथ्वी के महासागरों और सतह के पानी में इतना प्रचुर मात्रा में है कि यह मूल रूप से असीमित और प्रत्येक देश के लिए समान रूप से सुलभ है।
- न्यूक्लियर प्रतिक्रिया कोई रेडियोधर्मी कचरा नहीं उत्पन्न करती है, केवल रासायनिक रूप से हानिरहित हीलियम।
- क्योंकि यह कोई सीओ२ या अन्य पर्यावरण हानिकारक उत्पादों का निर्माण नहीं करता है।
- चूंकि यह कोई समृद्ध यूरेनियम, प्लूटोनियम या अन्य रेडियोधर्मी सामग्री का उत्पादन नहीं करता है, न्यूक्लियर फ्यूजन में न्यूक्लियर प्रसार (न्यूक्लियर हथियार-ग्रेड सामग्री) का जोखिम नहीं है।
- कोई पिघलने या नियंत्रण से बाहर होने वाली श्रृंखला प्रतिक्रिया का जोखिम नहीं है। प्रतिक्रिया वास्तव में इतनी कठिन है कि कोई भी विफलता तुरंत प्लाज्मा और ऊर्जा उत्पादन के विघटन की ओर ले जाएगी।
- यदि यह स्व-निरंतर और मजबूत ऊर्जा-सकारात्मक है, तो न्यूक्लियर फ्यूजन की अपेक्षा फिशन-आधारित न्यूक्लियर पावर प्लांट्स के संचालन के लिए इतना ही सस्ता या सस्ता होना चाहिए।
फ्यूजन कठिन है
इन सभी बातों को ध्यान में रखते हुए, हमने अभी तक मानव सभ्यता को न्यूक्लियर फ्यूजन से ऊर्जा क्यों नहीं दी है?
खैर, बात यह है कि न्यूक्लियर फ्यूजन हासिल करना मुश्किल है। हाइड्रोजन परमाणुओं के नाभिक में एक सकारात्मक विद्युत आवेश होता है और वे प्राकृतिक रूप से एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। इसलिए उन्हें एक दूसरे के इतने करीब लाना मुश्किल हो सकता है कि वे फ्यूजन के लिए पर्याप्त हों, जैसे कि 2 अल्ट्रा-स्ट्रॉन्ग चुंबक एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं।
प्रकृति में, केवल एक पूरे तारे का क्रशिंग गुरुत्वाकर्षण हाइड्रोजन परमाणुओं को फ्यूजन को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त करीब लाने के लिए पर्याप्त है। यहां तक कि जुपिटर जैसी चीज भी इसे हासिल करने के लिए “बहुत छोटी” है। इसलिए, पृथ्वी पर हाइड्रोजन परमाणुओं को एक साथ लाना बहुत, बहुत कठिन है।
हालांकि, यह किया गया है, और यह 1950 के दशक में एक फ्यूजन मशीन द्वारा पहली बार हासिल किया गया था। इन मशीनों ने फ्यूजन की संभावना का प्रदर्शन किया, लेकिन ऊर्जा की तुलना में पर्याप्त ऊर्जा वापस नहीं लाई जो इसे ट्रिगर करने के लिए उपयोग की जाती थी।
(तकनीकी रूप से, बड़े पैमाने पर न्यूक्लियर फ्यूजन 1952 में पहले थर्मोन्यूक्लियर बम के साथ हासिल किया गया था, लेकिन यह एक सुरक्षित शक्ति आपूर्ति बनाने के लिए एक उपयोगी तकनीक नहीं है।)
फ्यूजन के साथ एक और समस्या यह है कि न्यूक्लियर फ्यूजन प्लाज्मा अत्यधिक गर्म है, आमतौर पर 100 मिलियन डिग्री सेल्सियस से अधिक। इसलिए इसे पूरी तरह से नियंत्रित करने की आवश्यकता है, या यह रिएक्टर को पिघला देगा।
इन सभी समस्याओं के कारण, न्यूक्लियर फ्यूजन एक धीमी गति से आगे बढ़ने वाला क्षेत्र रहा है, जिसमें एक तानाशाही टिप्पणी है, “फ्यूजन हमेशा 30 साल में होता है“।
पृथ्वी पर फ्यूजन बनाना
वैज्ञानिकों ने कई वर्षों से प्रयोगात्मक रिएक्टर में न्यूक्लियर फ्यूजन का प्रबंधन किया है। दो मुख्य डिज़ाइन उपयोग किए जाते हैं:
- एक लेजर पर निर्भर करता है, एक छोटे से हाइड्रोजन पेलेट पर एक बड़ी मात्रा में शक्ति को केंद्रित करने के लिए और फ्यूजन को ट्रिगर करने के लिए।
- दूसरा एक डोनट-Aकार की मशीन का उपयोग करता है जिसे टोकामाक कहा जाता है और अल्ट्रा-पावरफुल चुंबकों का उपयोग करके हाइड्रोजन को एक स्व-इग्नाइटिंग प्लाज्मा में संकुचित और नियंत्रित करता है।
फ्यूजन का मुद्दा यह है कि दस लाखों डिग्री के तापमान के साथ सही स्थितियों का निर्माण करना बहुत अधिक ऊर्जा-गहन है। इसलिए भले ही हम इसे बना सकते हैं, फ्यूजन प्रतिक्रिया आमतौर पर पर्याप्त ऊर्जा वापस नहीं देती है और एक शुद्ध ऊर्जा की खपत हो जाती है।
प्लाज्मा भी बहुत अस्थिर हैं, इसलिए इसे कुछ सेकंड से अधिक समय तक फ्यूजन प्रतिक्रिया को बनाए रखना मुश्किल है।
पहला टोकामाक 1958 में बनाया गया था, और वे सबसे अधिक संभावना डिज़ाइन हैं जो कई मिनट, या आदर्श रूप से घंटों, और सकारात्मक ऊर्जा रिटर्न का उत्पादन करने के लिए फ्यूजन को बनाए रखने में सक्षम होंगे।
स्रोत: DOE
ITER एक टोकामाक डिज़ाइन है और यह अब तक का सबसे बड़ा निर्मित न्यूक्लियर फ्यूजन रिएक्टर होगा, जापान में JT-60SA की तुलना में 10 गुना प्लाज्मा आयतन के साथ 830 घन मीटर (29,000 घन फुट) पर।
