अमेरिका और जापान के भौतिकविदों ने पहली बार चुंबकीय रूप से सीमित प्लाज्मा में प्रोटॉन और बोरान-11 परमाणुओं के बीच परमाणु संलयन देखा है। वे कहते हैं कि परिणाम ऊर्जा के प्रचुर, किफायती स्रोत के रूप में प्रोटॉन-बोरॉन संलयन की क्षमता को प्रदर्शित करता है। लेकिन अन्य लोग सावधान करते हैं कि ऐसे ऊर्जा स्रोत का वैज्ञानिक आधार काफी हद तक अप्रमाणित है और वाणिज्यिक बिजली संयंत्रों के रास्ते में बड़ी तकनीकी बाधाएँ खड़ी हैं।
संलयन के सभी प्रकार संभावित मंदी और विखंडन को प्रभावित करने वाले दीर्घकालिक अपशिष्ट की समस्याओं के बिना लगभग असीमित, स्वच्छ, बेसलोड ऊर्जा का वादा करते हैं। लेकिन प्रोटॉन-बोरॉन (पृ11बी) हाइड्रोजन आइसोटोप्स ड्यूटेरियम और ट्रिटियम से जुड़े अधिक मुख्यधारा प्रतिक्रियाओं की तुलना में संलयन कुछ अतिरिक्त गुण लाता है।
बोरॉन का आसानी से खनन किया जा सकता है जबकि ट्रिटियम पृथ्वी पर दुर्लभ है और कृत्रिम रूप से उत्पादन करना मुश्किल है। प्रोटॉन-बोरॉन प्रतिक्रियाएं तीन हीलियम परमाणु (अल्फा कण) भी उत्पन्न करती हैं - जिनकी ऊर्जा सिद्धांत रूप से सीधे बिजली में परिवर्तित की जा सकती है - जबकि कोई न्यूट्रॉन उत्पन्न नहीं होता है, और इस तरह रिएक्टर घटकों के रेडियोधर्मी संदूषण को काफी हद तक कम किया जा सकता है।
हालाँकि, वे प्लस पॉइंट एक कीमत पर आते हैं। ड्यूटेरियम-ट्रिटियम संलयन को नाभिक के पारस्परिक प्रतिकर्षण को दूर करने के लिए भारी तापमान की आवश्यकता होती है - लगभग 100 मिलियन केल्विन। लेकिन प्रोटॉन-बोरॉन प्रतिक्रियाओं के लिए अभी भी कहीं अधिक चरम स्थितियों की आवश्यकता है - लगभग 1.5 बिलियन केल्विन।
नवीनतम शोध के लेखकों के रूप में में प्रकाशित एक पेपर में समझाएं संचार प्रकृति, प्लाज्मा का तापमान जितना अधिक होता है, उतनी ही अधिक ऊर्जा आमतौर पर सिंक्रोट्रॉन और ब्रेम्सस्ट्रालुंग विकिरण के रूप में विकीर्ण होती है। यह, वे इंगित करते हैं, एक रिएक्टर को बिजली देने के लिए आवश्यक संलयन प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अधिक ऊर्जा उत्पन्न करना कठिन हो जाता है - एक बड़ी समस्या जब एक वाणिज्यिक संयंत्र को बिजली उत्पादन में अक्षमताओं को दूर करने के लिए कम से कम 50 ऊर्जा लाभ की आवश्यकता होती है। प्रक्रिया।
नया काम रिचर्ड मैगी और उनके सहयोगियों द्वारा कैलिफ़ोर्निया फ्यूजन कंपनी में किया गया था TAE टेक्नोलॉजीज में वैज्ञानिकों के साथ राष्ट्रीय संलयन विज्ञान संस्थान टोकी, जापान में। शोधकर्ताओं ने संस्थान के लार्ज हेलिकल डिवाइस (एलएचडी) पर अपने प्रयोग किए, जो पहले से ही आवश्यक संलयन ईंधन के साथ एक तारकीय यंत्र है - प्रोटॉन को उच्च-ऊर्जा तटस्थ बीम के रूप में निकाल दिया जाता है जबकि अशुद्धियों को कम करने में मदद करने के लिए बोरान पाउडर को प्लाज्मा में इंजेक्ट किया जाता है।
टीएई ने डिटेक्टर प्रदान किया, जो आंशिक रूप से समाप्त सिलिकॉन सेमीकंडक्टर पर निर्भर था, जो अल्फा कणों से टकराकर करंट पैदा करता था। यह एक्स-रे और अन्य प्लाज्मा विकिरण से गलत तरीके से पंजीकरण संकेतों से बचने के लिए बनाया गया था, जो कोर प्लाज्मा से दूर हो गया था और चार्ज किए गए अल्फा कणों को एलएचडी के बड़े चुंबकीय क्षेत्र द्वारा चलाया गया था।
शोधकर्ताओं ने पिछले साल फरवरी में कई दर्जन प्रायोगिक शॉट लगाए। उन्होंने न्यूट्रल बीम को चालू करने से पहले और बाद में अपने डिटेक्टर पर सिग्नल की तुलना करके और साथ ही बिना किसी बोरॉन पाउडर के कुछ शॉट्स लेकर फ्यूजन प्रतिक्रियाओं का अवलोकन किया। केवल जब उनके पास न्यूट्रल बीम और बोरॉन पाउडर दोनों थे, तब उन्हें उत्पादन में उछाल मिला - जिसके सटीक मूल्य से उन्हें पता चला कि वे लगभग 10 का उत्पादन कर रहे थे।12 प्रति सेकंड संलयन प्रतिक्रियाएँ, जो कंप्यूटर सिमुलेशन से सहमत थीं।
आगे की चुनौतियां
यह प्रोटॉन-बोरॉन संलयन का पहला प्रदर्शन नहीं है - वैज्ञानिकों ने पहले इसे कण त्वरक और शक्तिशाली लेजर का उपयोग करके देखा है। लेकिन अमेरिकी-जापानी सहयोग का तर्क है कि प्रतिक्रिया का अध्ययन करना महत्वपूर्ण है जहां अंततः इसका शोषण किया जाएगा - चुंबकीय रूप से सीमित, थर्मोन्यूक्लियर प्लाज्मा के अंदर। शोधकर्ता स्वीकार करते हैं कि बहुत अधिक काम करने की आवश्यकता है, लेकिन उन्हें विश्वास है कि टीएई अपने एक उपकरण में ऊर्जा लाभ हासिल कर लेगा।
दरअसल, टीएई वाणिज्यिक संलयन ऊर्जा की राह पर आगे बढ़ने का दावा करता है। कंपनी ने फ़ील्ड-रिवर्स कॉन्फ़िगरेशन फ़्यूज़न का पता लगाने के लिए तेजी से परिष्कृत रिएक्टरों की एक श्रृंखला बनाई है, जिसमें प्लाज्मा के दालों को एक कक्ष में फायर करना और उन्हें घुमाकर चुंबकीय रूप से रखना शामिल है। आज तक किसी भी उपकरण ने प्रोटॉन-बोरॉन संलयन का प्रदर्शन नहीं किया है - इसका वर्तमान "नॉर्मन" रिएक्टर हाइड्रोजन प्लाज्मा का उपयोग करता है - लेकिन फर्म का कहना है कि वह 2030 के दशक की शुरुआत तक एक पायलट प्रोटॉन-बोरॉन पावर प्लांट से ग्रिड को बिजली भेजने का इरादा रखता है।
राष्ट्रीय प्रज्वलन सुविधा का प्रज्वलन मील का पत्थर लेजर संलयन के लिए नए सिरे से धक्का देता है
पीटर नॉरिसयूके में ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के प्लाज्मा भौतिक विज्ञानी का कहना है कि शोधकर्ताओं ने अपने प्रयोगों में "अच्छा काम" किया है। लेकिन उनका तर्क है कि प्रोटॉन-बोरॉन संलयन अभी भी प्रतिद्वंद्वी ड्यूटेरियम-ट्रिटियम प्रतिक्रियाओं से दूर है। उनका कहना है कि एक संभावित जटिलता, ऐसे उच्च तापमान पर प्लाज्मा गतिशीलता के सापेक्ष विवरण की आवश्यकता है। उनका यह भी मानना है कि ब्रेम्सस्ट्रालंग विकिरण रिएक्टर की आंतरिक सतहों को नष्ट करके प्लाज्मा परिरोध को ख़राब कर सकता है।
जर्मनी के गारचिंग में यूरोफ्यूजन कंसोर्टियम के वैज्ञानिकों पर भी पहरा है। टोनी डोने, हर्टमट ज़ोम और वोल्कर नौलिन ने बताया भौतिकी की दुनिया नवीनतम प्रयोगों में देखी गई प्रतिक्रिया दर परिमाण के लगभग दस ऑर्डर है जो संलयन ऊर्जा के लिए उपयोगी होने के लिए बहुत छोटी है (प्रोटॉन-बोरॉन की कम शक्ति घनत्व को ध्यान में रखते हुए)।
उन्हें "मजबूत संदेह" है कि वाणिज्यिक बिजली उत्पादन के लिए आवश्यक लाभ प्राप्त करना कभी भी संभव होगा, और सावधानी बरतें कि ब्रम्हस्त्राह्लुंग विकिरण वास्तव में इतना मजबूत हो सकता है कि यह प्लाज्मा को गर्म करने और नियंत्रित करने के लिए आवश्यक शक्ति से अधिक हो - जिससे प्लाज्मा गिर जाना।
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- स्रोत: https://physicsworld.com/a/proton-boron-fusion-passes-scientific-milestone/
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