लरेन्स लिभरमोर राष्ट्रिय प्रयोगशाला (LLNL) का वैज्ञानिकहरूले हासिल गरेका छन् फ्यूजन प्रज्वलन र ऊर्जा ब्रेक-भीन। ५ माth डिसेम्बर 2022, अनुसन्धान टोलीले लेजरहरू प्रयोग गरेर नियन्त्रित फ्यूजन प्रयोग सञ्चालन गर्यो जब 192 लेजर बीमहरूले क्रायोजेनिक लक्ष्य कक्षमा रहेको सानो इन्धन गोलीमा 2 मिलियन जूल भन्दा बढी UV ऊर्जा प्रदान गर्यो र ऊर्जा ब्रेक-इभन हासिल गर्यो, जसको अर्थ फ्यूजन प्रयोगले भन्दा बढी ऊर्जा उत्पादन गर्यो। यसलाई चलाउन लेजर द्वारा प्रदान गरिएको। दशकौंको कडा परिश्रमपछि इतिहासमा पहिलो पटक यो सफलता हासिल भएको हो। यो विज्ञानमा कोसेढुङ्गा हो र भविष्यमा शुद्ध-शून्य कार्बन अर्थतन्त्रतर्फ, जलवायु परिवर्तनसँग लड्न र राष्ट्रिय रक्षातर्फ आणविक परीक्षणको सहारा नगरी आणविक अवरोध कायम राख्नको लागि स्वच्छ फ्युजन ऊर्जाको सम्भावनाको लागि महत्त्वपूर्ण प्रभाव छ। यसअघि ८ गतेthअगस्ट २०२१, अनुसन्धान टोली फ्युजन इग्निशनको थ्रेसहोल्डमा पुगेको थियो। प्रयोगले अघिल्लो कुनै पनि अन्य फ्यूजन प्रयोग भन्दा बढी ऊर्जा उत्पादन गरेको थियो तर ऊर्जा ब्रेक-इवन हासिल गर्न सकेन। पछिल्लो परीक्षण ५ मा गरिएको थियोth डिसेम्बर 2022 ले ऊर्जा ब्रेकको उपलब्धि हासिल गरेको छ-यसले नियन्त्रित आणविक फ्युजनलाई ऊर्जा आवश्यकताहरू पूरा गर्नको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ भन्ने अवधारणाको प्रमाण प्रदान गर्दछ। व्यावहारिक व्यावसायिक फ्यूजन ऊर्जा आवेदन अझै धेरै टाढा हुन सक्छ।
परमाणु जन-ऊर्जा सममिति समीकरण E=MC अनुसार, प्रतिक्रियाहरूले द्रव्यमान हराएको मात्राको बराबर ऊर्जाको ठूलो मात्रा दिन्छ।2 आइन्स्टाइन को। आणविक इन्धन (युरेनियम-२३५ जस्ता रेडियोधर्मी तत्वहरू) को नाभिकको विघटन समावेश गर्ने विखंडन प्रतिक्रियाहरू हाल शक्ति उत्पादनको लागि परमाणु रिएक्टरहरूमा कार्यरत छन्। यद्यपि, आणविक विखंडनमा आधारित रिएक्टरहरूले उच्च मानवीय र वातावरणीय जोखिमहरू चलाउँछन् जुन चेर्नोबिलको मामलामा स्पष्ट छ, र धेरै लामो आधा-जीवनका साथ खतरनाक रेडियोधर्मी फोहोरहरू उत्पन्न गर्नका लागि कुख्यात छन् जुन निकासी गर्न अत्यन्तै गाह्रो छ।
प्रकृतिमा, हाम्रो सूर्य जस्तै ताराहरू, आणविक फ्यूजन हाइड्रोजनको सानो न्यूक्लीलाई मिलाएर ऊर्जा उत्पादन गर्ने संयन्त्र हो। न्यूक्लियर फ्युजन, आणविक विखंडनको विपरीत, न्यूक्लीलाई मर्ज गर्न सक्षम गर्न अत्यधिक उच्च तापमान र दबाब चाहिन्छ। अत्यधिक उच्च तापक्रम र दबाबको यो आवश्यकता सूर्यको केन्द्रमा पूरा हुन्छ जहाँ हाइड्रोजन न्यूक्लीको फ्यूजन ऊर्जा उत्पादनको मुख्य संयन्त्र हो तर पृथ्वीमा यी चरम अवस्थाहरूलाई नियन्त्रित प्रयोगशाला अवस्थामा पुन: सिर्जना गर्न सम्भव छैन र परिणाम स्वरूप, परमाणु फ्यूजन रिएक्टरहरू अझै वास्तविकता होइनन्। (अत्यन्त तापक्रममा अनियन्त्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्युजन र फिशन यन्त्रको ट्रिगरबाट सिर्जना गरिएको दबाव हाइड्रोजन हतियारको सिद्धान्त हो)।
यो आर्थर एडिंगटन थियो जसले पहिलो पटक 1926 मा सुझाव दिएका थिए कि ताराहरूले आफ्नो ऊर्जा हाइड्रोजनको फ्यूजनबाट हिलियममा तान्छन्। आणविक फ्युजनको पहिलो प्रत्यक्ष प्रदर्शन 1934 मा प्रयोगशालामा भएको थियो जब रदरफोर्डले ड्युटेरियमको फ्यूजनलाई हेलियममा देखाए र प्रक्रियाको क्रममा "एक ठूलो प्रभाव उत्पादन भएको" देखे। असीमित स्वच्छ ऊर्जा प्रदान गर्ने यसको विशाल क्षमतालाई ध्यानमा राख्दै, पृथ्वीमा आणविक फ्युजनको प्रतिकृति बनाउन विश्वभरका वैज्ञानिक र इन्जिनियरहरूद्वारा ठोस प्रयासहरू भएका छन् तर यो एक कठिन काम भएको छ।
चरम तापक्रममा, इलेक्ट्रोनहरू न्यूक्लीबाट अलग हुन्छन् र परमाणुहरू सकारात्मक न्यूक्ली र नकारात्मक इलेक्ट्रोनहरू मिलेर आयनीकृत ग्यास बन्छ, जसलाई हामी प्लाज्मा भन्छौं, जुन हावा भन्दा एक मिलियन गुणा कम घना हुन्छ। यसले बनाउँछ फ्यूजन वातावरण धेरै कमजोर। यस्तो वातावरणमा आणविक फ्युजन हुनको लागि (जसले प्रशंसनीय ऊर्जा उत्पादन गर्न सक्छ), तीन सर्तहरू पूरा गर्नुपर्छ; त्यहाँ धेरै उच्च तापक्रम हुनुपर्छ (जसले उच्च-ऊर्जा टक्करहरू उत्प्रेरित गर्न सक्छ), त्यहाँ पर्याप्त प्लाज्मा घनत्व हुनुपर्छ (टक्करको सम्भावना बढाउन) र प्लाज्मा (जसको विस्तार हुने प्रवृत्ति छ) पर्याप्त समयावधिको लागि सीमित हुनुपर्छ। फ्युजन सक्षम गर्नुहोस्। यसले तातो प्लाज्मा समावेश र नियन्त्रण गर्न पूर्वाधार र प्रविधिको विकासलाई मुख्य फोकस बनाउँछ। ITER को Tokamak को मामला मा जस्तै प्लाज्मा संग सम्झौता गर्न को लागी बलियो चुम्बकीय क्षेत्रहरु को उपयोग गर्न सकिन्छ। प्लाज्माको जडत्वीय बन्दोबस्त अर्को अर्को दृष्टिकोण हो जसमा भारी हाइड्रोजन आइसोटोपहरूले भरिएका क्याप्सुलहरू उच्च-ऊर्जा लेजर बीमहरू प्रयोग गरेर प्रत्यारोपित हुन्छन्।
Fusion studies conducted at लरेन्स Livermore National Laboratory (LLNL) of NIF employed laser-driven implosion techniques (inertial confinement fusion). Basically, millimetre-sized capsules filled with deuterium and tritium were imploded with high-power lasers which generate x-rays. The capsule gets heated and turn into plasma. The plasma accelerates inwards creating extreme pressure and temperature conditions when fuels in the capsule (deuterium and tritium atoms) fuse, releasing energy and several particles including alpha particles. The released particles interact with the surrounding plasma and heat it up further leading to more fusion reactions and release of more ‘energy and particles’ thus setting up a self-sustaining chain of fusion reactions (called ‘fusion ignition’).
फ्युजन अनुसन्धान समुदायले 'फ्युजन इग्निशन' हासिल गर्न धेरै दशकदेखि प्रयास गरिरहेको छ; एक आत्मनिर्भर संलयन प्रतिक्रिया। 8 माth अगस्ट २०२१, लरेन्स प्रयोगशाला टोली 'फ्युजन इग्निशन' को थ्रेसहोल्डमा आयो जुन उनीहरूले 2021 मा हासिल गरेका छन्।th डिसेम्बर 2022। यस दिन, पृथ्वीमा नियन्त्रित फ्युजन इग्निशन एक वास्तविकता बन्यो - विज्ञान मा एक कोसेढुङ्गा प्राप्त भयो!
***
