परमाणु संलयन | परमाणु संलयन सफलता: संलयन को स्वच्छ ऊर्जा के रूप में उपयोग करने से पहले दशकों के शोध की आवश्यकता है

ओटावा (कनाडा): अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने दिसंबर 2022 में परमाणु संलयन विज्ञान क्षेत्र में एक बड़ी वैज्ञानिक सफलता की सूचना दी। पहली बार, संलीन प्रतिक्रिया से इसे नष्ट करने के लिए उपयोग करने वाली ऊर्जा से अधिक ऊर्जा उत्पन्न की गई थी। हालाँकि यह उपलब्धि वास्तविक रूप से ऐतिहासिक है, लेकिन संलीन ऊर्जा के लिए आगे बढ़ने से पहले रुक कर इस पर विचार करना महत्वपूर्ण है। हम कार्लटन यूनिवर्सिटी में प्लांट और क्रिएटिविटी एनर्जी इंजीनियरिंग के प्रोफेसर हैं, जहां हम वैकल्पिक ऊर्जा ऊर्जा और संसाधनों पर शोध करते हैं जो हमें कम कार्बन वाले भविष्य में ले जा सकते हैं। हम अपने विद्यार्थियों को यह भी सिखाते हैं कि वास्तविक दुनिया के निष्कर्षों से लेकर संकटग्रस्त क्षेत्र तक कैसे पहुंचें।

सिस्टम को परिभाषित करना

संलीन ऊर्जा विद्युत संयंत्र की वैज्ञानिक समीक्षा शेष है। रिपोर्ट में बताया गया है कि फ़्यूज़न शुद्ध लाभ के लिए वास्तव में लगभग 300 मेगावाट ऊर्जा उद्यमियों की आवश्यकता है, जिसमें ऊर्जा लाभ की गणना शामिल नहीं की गई थी। 192 लेज़रों को बिजली आपूर्ति के लिए यह ऊर्जा उत्पादक विद्युत ऊर्जा निगम से आई थी। दूसरे शब्दों में, प्रयोग में उतनी ही ऊर्जा खर्च हुई जितनी एक सामान्य कनाडाई घर में दो दिन में होती है। ऐसा करने पर, संलयन प्रतिक्रिया से एक घंटे के लिए केवल 14 टेपाडिप्टल बल्बों को जलाने के लिए परमाणु ऊर्जा उत्पन्न होती है। परमाणु विखंडन के बारे में भी यही सच है, जो वर्तमान परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के अंदर की प्रतिक्रिया है। एक पुनर्चक्रण यूरेनियम-235 का पूर्ण विखंडन – परमाणु कण का विखंडन घटक – लगभग 77 टेरा जूल उत्पन्न हो सकता है। लेकिन हम साडी ऊर्जा को ऊर्जा और विद्युत शक्ति जैसी उपयोगी उपयोगिता में परिवर्तित नहीं कर सकते। इसके बजाय, हमें एक जटिल प्रणाली का निर्माण करना होगा जो परमाणु विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया को नियंत्रित कर सके और उत्पन्न ऊर्जा को अधिक उपयोगी प्रयोगशाला में परिवर्तित कर सके। परमाणु ऊर्जा संयंत्र यही करते हैं – वे परमाणु विखण्डन के दौरान उत्पन्न गर्मी का उपयोग परमाणु विखंडन के लिए करते हैं। यह एनर्जी एनर्जी एनर्जी से जुड़ी एक टरबाइन को चलाती है, जो बिजली का उत्पादन करती है। चक्र की कुल मशीनरी 40 प्रतिशत से कम है। इसके अलावा, जेल में मौजूद सारा यूरेनियम नहीं जलता है। यौगिक में अभी भी कुल यूरेनियम का लगभग 96 प्रतिशत और विखंडनीय यूरेनियम-235 सामग्री का लगभग पांचवाँ भाग शामिल है। हमारे वर्तमान समुद्र तट में प्रयुक्त यूरेनियम की मात्रा में वृद्धि संभव है – यह कार्य एक सतत क्षेत्र है – लेकिन यह भारी इंजीनियरिंग मिश्रण पेश करता है। परमाणु ईंधन की विशाल ऊर्जा क्षमता वर्तमान में उस ऊर्जा को उपयोगी रूप में परिवर्तित करने के इंजीनियरिंग संस्करण से कम हो गई है।

विज्ञान से तक

हाल तक, फ़्यूज़न को मुख्य रूप से एक वैज्ञानिक प्रयोग के रूप में देखा जा रहा है, इंजीनियरिंग चुनौती के रूप में नहीं। यह तेजी से बदल रहा है और प्रामाणिक अब जांच की जा रही है कि वास्तविक दुनिया में कैसे बदलाव हो सकता है। भविष्य के संलीन बिजली संयंत्र के शोरूम के बावजूद, दर्शन से वास्तविक दुनिया में ऊर्जा रूपांतरण करने के दौरान कई घोषणाओं पर भौतिकी प्राप्त करने की आवश्यकता होगी। जैसा कि अब संलयन को देखने को मिला है, हम इसके इतिहास से बहुत कुछ सीख सकते हैं। वाणिज्यिक उद्योग का रूप लेने से पहले विखंडन को भी विज्ञान से इंजीनियरिंग की ओर से शुरू किया गया। परमाणु विखंडन की तरह संलीन ऊर्जा विज्ञान में भी परमाणु हथियार विकसित करने का प्रयास निहित है। विशेष रूप से, परमाणु बम विकसित करने में मदद करने वाले कई परमाणु भौतिक विज्ञानी ” यह साबित करना चाहते थे कि यह खोज सिर्फ एक हथियार नहीं है। परमाणु ऊर्जा का प्रारंभिक इतिहास आशावाद का था – इस घोषणा में कहा गया कि उन्नत क्लस्टर और ऊर्जा की प्रचुर मात्रा की हमारी आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम होगी। आख़िरकार, संलीन शक्ति बढ़ेगी और बिजली बहुत सस्ती होगी।

पाठ पढ़ा गया

परमाणु ऊर्जा की शुरुआत के बाद पिछले 70 वर्षों में हमने क्या सीखा? सबसे पहले, हमने टेक्नोलॉजी लॉक-इन के विध्वंसक जोखिम के बारे में निर्देश दिए हैं, जो तब होता है जब कोई उद्योग किसी विशिष्ट उत्पाद या सिस्टम पर प्रतिबंधित हो जाता है। आज के हल्के पानी के विखंडन रिएक्टर – रिएक्टर जो साधारण आइसोटोप से समृद्ध पानी के विपरीत सामान्य पानी का उपयोग करते हैं – इसका एक उदाहरण है। उन्हें इसलिए नहीं चुना गया क्योंकि वे सर्वोच्च स्थान थे, बल्कि अन्य स्थान चुने गए थे। इन डिज़ाइनों में सरकारी अनुदान शामिल है जिसने इन डिज़ाइनों का समर्थन किया है; अमेरिकी नौसेना की रुचि में विकसित होने वाले छोटे पैमाने के दबावयुक्त जल रिएक्टर के लिए पनडुब्बियां और सतही युद्धपोत; अमेरिकी परमाणु हथियार कार्यक्रम के अंतर्गत यूरेनियम चतुर्थ श्रेणी में प्रगति; परमाणु मूल्य के संबंध में अनिश्चितताओं के कारण यह धारणा बनी कि बड़े हल्के पानी वाले रिएक्टर छोटे रिक्टरों के बड़े पैमाने वाले संस्करण हैं; और परमाणु ऊर्जा विकास से संबंधित उच्च लागत और जोखिमों को देखते हुए डिजाइन के संबंध में रुढ़िवादिता। हम तब से अन्य मूर्तियों की ओर बढ़ने के लिए संघर्ष कर रहे हैं। दूसरा, शीर्षक है कि का आकार क्या है। बड़े रिएक्टरों की प्रति यूनिट बनाने की क्षमता में छोटी इकाइयों की तुलना में अधिक लागत आती है। दूसरे शब्दों में, इंजीनियरों ने पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं की अवधारणा को गलत समझा और इस प्रक्रिया में अपने उद्योग को बर्बाद कर दिया। बड़ी पुरातात्विक संरचनाएँ अत्यंत जटिल प्रणालियाँ हैं जो विशाल कार्यबल और सहयोग पर निर्भर करती हैं। उनका दुरुपयोग किया जा सकता है, लेकिन वे आम तौर पर बजट से अधिक हो जाते हैं और निर्धारित समय से पीछे हो जाते हैं। आर्किटेक्चरल प्रौद्योगिकियां बेहतर स्थिरीकरण, लागत और अर्थव्यवस्था का प्रदर्शन करती हैं, लेकिन सूक्ष्म और छोटे परमाणु रिएक्टरों का भी आर्थिक अनावरण करना होगा। तीसरा, संलीन के लिए सामान्य व्यवस्थाएं विकसित की जानी चाहिए। यदि उद्योग की पहली पीढ़ी के डिजाइन के आसपास बहुत तेजी से एकता होती है, तो भविष्य के रिएक्टरों के उद्यमों के परिणाम गंभीर हो सकते हैं। चौथा, नए बिजली संयंत्रों के लिए स्थान सूची और सामाजिक सहभागिता महत्वपूर्ण है। फ़्यूज़न का एक फ़ायदा यह है कि जब जनता की राय की बात आती है तो उसकी तकनीक विखंडन की तुलना में कोरी स्लेट की तरह होती है। जनता का फ्रैगमेंट के साथ जो पॉजिटिव प्रॉडक्शन है, उसे विवेकपूर्ण डिजाइन निर्णय और साइकल इंस्टालेशन के लिए सबसे अच्छे प्रॉडक्ट को अपनाकर बनाए रखा जाना चाहिए।

आवेदन के लिए कार्रवाई

हमारे शोध से पता चला है कि परमाणु ऊर्जा नवाचार के सामने आने वाली कहानी को दूर किया जा सकता है, लेकिन इसके लिए विवेकपूर्ण नेतृत्व, दशकों के शोध, महत्वपूर्ण मात्रा में धन और शिक्षा विकास पर ध्यान देना आवश्यक है। परमाणु विखंडन प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने के लिए अरबों डॉलर की आवश्यकता है, और हमारे पास संलयन की तुलना में विखंडन का कहीं अधिक अनुभव है। वर्गीकरण, विद्युत् विश्वविद्यालयों और संस्थानों द्वारा वित्त पोषण की भूख का चित्रण किया जाना चाहिए। फ़्यूज़न का वादा बहुत बड़ा है और इस टॉयलेट सफलता के अलावा निजी कंपनी सहित इसे और बढ़ाने के लिए उत्साहजनक काम किया जा रहा है। इससे पहले कि फ़ूज़न हमारी ऊर्जा प्रणाली में सार्थक योगदान दे सके, दशकों के अनुसंधान और विकास की आवश्यकता है। हमारा केंद्रीय संदेश कार्रवाई का प्रस्ताव है: फ्रैमसेल प्लांट, फैक्ट्री, उद्योग और सरकार को पहली पीढ़ी के बिजली संयंत्रों के डिजाइन सहित फ्रैगमेंट के सामने आने वाली जांच की जांच करनी चाहिए और उन्हें कम करने के लिए संयुक्त होना चाहिए। आपदा से बचाव चाहते हैं तो ऊर्जा प्रणाली के गहनता और तीव्र कार्बन उत्सर्जन का कोई विकल्प नहीं है। हमें नई और बेहतर ऊर्जा समाधान डिजाइन करने के लिए अगली पीढ़ी के ऊर्जा संयंत्रों को प्रशिक्षित करने पर गर्व है। (एजेंसी)