डॉ विजय गर्ग
दशकों से, परमाणु संलयन को ऊर्जा का सबसे बड़ा स्रोत माना जाता रहा है। फ्यूजन— वही प्रक्रिया जो सन— को शक्ति प्रदान करती है। इसमें लगभग असीमित, स्वच्छ और सुरक्षित बिजली उपलब्ध कराने की क्षमता है। यह पारंपरिक परमाणु विखंडन की तुलना में कोई ग्रीनहाउस गैस और बहुत कम दीर्घकालिक रेडियोधर्मी अपशिष्ट पैदा नहीं करता है। फिर भी भारी वैज्ञानिक प्रगति के बावजूद, संलयन शक्ति को व्यावहारिक बनाना अत्यंत कठिन बना हुआ है। आज, वैज्ञानिकों का मानना है कि अपेक्षाकृत गुप्त प्रौद्योगिकी— उन्नत प्लाज्मा निदान प्रणालियां‖ अंततः वाणिज्यिक संलयन ऊर्जा के मार्ग को खोलने में मदद कर सकती हैं।
फ्यूजन पावर को समझना
संलयन तब होता है जब हल्के परमाणु नाभिक, जैसे हाइड्रोजन समस्थानिक, मिलकर एक भारी नाभिक बनाते हैं। इस प्रक्रिया के दौरान, आइंस्टीन के समीकरण के अनुसार द्रव्यमान की एक छोटी मात्रा ऊर्जा की एक विशाल मात्रा में परिवर्तित हो जाती है।
हालाँकि, पृथ्वी पर संलयन को संभव बनाने के लिए वैज्ञानिकों को तारों के अंदर की स्थितियों के समान परिस्थितियां पुनः निर्मित करनी होंगी। ईंधन को 100 मिलियन डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर गर्म किया जाना चाहिए, जिससे पदार्थ की ऐसी स्थिति उत्पन्न हो जिसे प्लाज्मा कहा जाता है। इस प्लाज्मा को शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके सीमित किया जाना चाहिए ताकि यह रिएक्टर की दीवारों को न छू सके। यदि प्लाज्मा लंबे समय तक स्थिर रहता है, तो संलयन प्रतिक्रियाएं प्रणाली द्वारा उपभोग की जाने वाली ऊर्जा से अधिक ऊर्जा जारी कर सकती हैं।
इस अत्यंत गर्म प्लाज्मा को बनाए रखना और नियंत्रित करना संलयन अनुसंधान की केंद्रीय चुनौती है।
समस्या: रिएक्टर के अंदर अंधेपन से उड़ना
संलयन रिएक्टर के अंदर प्लाज्मा जटिल और अप्रत्याशित तरीके से कार्य करता है। छोटी-छोटी अस्थिरताओं के कारण प्लाज्मा कैद से बच सकता है, जिससे प्रतिक्रिया तुरंत बंद हो जाती है।
कई वर्षों तक वैज्ञानिकों को संघर्ष करना पड़ा, क्योंकि वे इन चरम वातावरण में क्या हो रहा था, इसका सटीक अवलोकन नहीं कर पा रहे थे। सटीक माप के बिना, रिएक्टर की स्थिति को समायोजित करना गेज या सेंसर के बिना इंजन चलाने का प्रयास करने जैसा था।
शोधकर्ताओं का मानना है कि इस माप समस्या को हल करने से वाणिज्यिक संलयन ऊर्जा की दिशा में प्रगति नाटकीय रूप से तेज हो सकती है।
गुप्त प्रौद्योगिकी: उन्नत प्लाज्मा निदान
बढ़ती ध्यान आकर्षित करने वाली छिपी हुई तकनीक उन्नत नैदानिक प्रणालियां हैं। उच्च तकनीक वाले उपकरण जो रिएक्टर के अंदर प्लाज्मा के तापमान, घनत्व, गति और व्यवहार को मापते हैं।
ये उपकरण फ्यूजन मशीनों की आंखों और कानों के रूप में कार्य करते हैं। वे वैज्ञानिकों को निम्नलिखित कार्य करने की अनुमति देते हैं
वास्तविक समय में प्लाज्मा की स्थिति पर नजर रखें
अस्थिरता के प्रारंभिक संकेतों का पता लगाएं
चुंबकीय क्षेत्र और ईंधन इंजेक्शन को तुरंत समायोजित करें
रिएक्टर प्रदर्शन को अनुकूलित करें
दर्जनों शोधकर्ताओं से जुड़ी एक हालिया वैज्ञानिक रिपोर्ट में नैदानिक नवाचार को प्रयोगात्मक प्रयोगशालाओं से वाणिज्यिक बिजली संयंत्रों तक संलयन शक्ति लाने के लिए आवश्यक सबसे महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकियों में से एक बताया गया है।
फ्यूजन डायग्नोस्टिक्स को बढ़ाने वाली नई प्रौद्योगिकियां
आधुनिक प्लाज्मा निदान प्रणालियां कई अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियों को जोड़ती हैं
1। अल्ट्रा-फास्ट सेंसर ये सेंसर एक सेकंड के दस लाखवें हिस्से में घटित होने वाली घटनाओं को कैद कर सकते हैं, जिससे यह पता चलता है कि संलयन प्रतिक्रियाओं के दौरान प्लाज्मा किस प्रकार विकसित होता है।
2। लेजर-आधारित माप उन्नत लेजर प्रतिक्रिया को बाधित किए बिना प्लाज्मा घनत्व और तापमान निर्धारित करने में मदद करते हैं।
3। कृत्रिम बुद्धिमत्ता और मशीन लर्निंग एआई नैदानिक डेटा की विशाल धाराओं का विश्लेषण करने में मदद करता है, जिससे वैज्ञानिक अस्थिरताओं का पूर्वानुमान लगा सकते हैं और व्यवधान उत्पन्न होने से पहले उन्हें ठीक कर सकते हैं।
4। डिजिटल ट्विन सिमुलेशन वास्तविक रिएक्टरों को प्रतिबिंबित करने वाले कंप्यूटर मॉडल शोधकर्ताओं को वास्तविक प्रणाली पर लागू करने से पहले आभासी रूप से समायोजन का परीक्षण करने की अनुमति देते हैं।
ये प्रौद्योगिकियां मिलकर प्लाज्मा को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए आवश्यक विस्तृत फीडबैक प्रदान करती हैं। यह कुछ ऐसा है जिसकी फ्यूजन शोधकर्ताओं में दशकों तक कमी रही थी।
वाणिज्यिक संलयन की ओर दौड़
कई प्रायोगिक रिएक्टर और निजी कंपनियां संलयन को एक व्यावहारिक ऊर्जा स्रोत में बदलने के लिए काम कर रही हैं। स्पार्क फ्यूजन रिएक्टर परियोजना जैसी परियोजनाओं का उद्देश्य अगले कुछ वर्षों के भीतर शुद्ध ऊर्जा उत्पादन करने में सक्षम रिएक्टर्स का प्रदर्शन करना है।
साथ ही, नए डिजाइन, बेहतर सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट और उन्नत कम्प्यूटेशनल उपकरण वैज्ञानिकों को छोटे और अधिक कुशल फ्यूजन डिवाइस बनाने में मदद कर रहे हैं।
कई विशेषज्ञों का अब मानना है कि बेहतर रिएक्टर डिजाइन और शक्तिशाली नैदानिक प्रौद्योगिकियों के संयोजन से अगले कुछ दशकों में फ्यूजन पावर प्लांट की पहली पीढ़ी संभव हो सकेगी।
एक स्वच्छ ऊर्जा भविष्य
यदि संलयन शक्ति व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य हो जाती है, तो यह वैश्विक ऊर्जा परिदृश्य को बदल सकती है। फ्यूजन रिएक्टर समुद्री जल में हाइड्रोजन से प्राप्त प्रचुर मात्रा में ईंधन का उपयोग करके भारी मात्रा में बिजली उत्पन्न कर सकते हैं। जीवाश्म ईंधन के विपरीत, संलयन से कोई कार्बन उत्सर्जन नहीं होगा, जिससे जलवायु परिवर्तन से लड़ने में मदद मिलेगी।
संलयन ऊर्जा की ओर यात्रा लंबी और चुनौतीपूर्ण रही है। फिर भी प्लाज्मा निदान और अन्य सक्षम प्रौद्योगिकियों में सफलता के साथ, वैज्ञानिक पृथ्वी पर तारों की शक्ति का उपयोग करने के लिए पहले से कहीं अधिक करीब हैं।
फ्यूजन पावर अब कोई दूर का सपना नहीं रह गया है, बल्कि एक निकटवर्ती वास्तविकता बन गई है।
डॉ विजय गर्ग सेवानिवृत्त प्रधान शैक्षिक स्तंभकार प्रख्यात शिक्षाशास्त्री स्ट्रीट कौर चंद एमएचआर मलोट पंजाब
