किफायती और सुरक्षित परमाणु ऊर्जा तकनीक के विकास पर काम, देखें वीडियो

प्लाज्मा ईंधन की प्रतिक्रिया को समझ रहे वैज्ञानिक

• दीवार से टकराने को रोकने का काम

• इसकी दीवारें ग्रेफाइट से बनी होती हैं

• वहां के कॉर्बन से मुक्ति पाने पर काम

राष्ट्रीय खबर

रांचीः परमाणु ऊर्जा अपेक्षाकृत सस्ती है पर उसके उत्पादन के पहले की लागत बहुत अधिक है। इसके अलावा परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में विकिरण का खतरा बहुत अधिक होता है। इसे दूर करने की दिशा में अब परीक्षण हो रहा है। वैज्ञानिकों को यह पूरी तरह से समझने की आवश्यकता है कि प्लाज्मा ईंधन अपने आस-पास के वातावरण के साथ कैसे संपर्क करता है।

प्लाज्मा अत्यधिक गर्म होता है, जिसका अर्थ है कि इसमें शामिल कुछ परमाणु संलयन वाहिका की दीवार से टकरा सकते हैं और उसमें समा सकते हैं। सिस्टम को कुशलतापूर्वक काम करते रहने के लिए, यह जानना महत्वपूर्ण है कि कितना ईंधन फंस सकता है।

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यू.एस. ऊर्जा विभाग के प्रिंसटन प्लाज्मा भौतिकी प्रयोगशाला (पीपीपीएल) के एक कर्मचारी अनुसंधान भौतिक विज्ञानी शोता अबे ने कहा, दीवार में जितना कम ईंधन फंसता है, उतना ही कम रेडियोधर्मी पदार्थ बनता है।

अध्ययन विशेष रूप से इस बात पर ध्यान केंद्रित करता है कि कितना ड्यूटेरियम – जिसे संलयन के लिए सबसे अच्छे ईंधनों में से एक माना जाता है – एक डोनट के आकार के संलयन वाहिका की बोरॉन-लेपित, ग्रेफाइट दीवारों में फंस सकता है जिसे टोकामक के रूप में जाना जाता है।

बोरॉन का उपयोग कुछ प्रायोगिक संलयन प्रणालियों में प्लाज्मा अशुद्धियों को कम करने के लिए किया जाता है। हालाँकि, शोधकर्ता पूरी तरह से नहीं समझ पाए हैं कि बोरॉन कोटिंग प्लाज्मा से निकलने वाले संलयन ईंधन की मात्रा को कैसे प्रभावित कर सकती है और संयंत्र की दीवारों में समा जाती है।

अबे ने कहा, हमें भविष्य के संलयन बिजली संयंत्रों, के लिए सामग्री को बेहतर बनाने में मदद कर सकती है। पीपीपीएल के शोधकर्ताओं के अलावा, देश भर के संस्थानों के विशेषज्ञों की एक बड़ी टीम ने ईंधन प्रतिधारण पर नए अध्ययन में योगदान दिया, जिसमें प्रिंसटन विश्वविद्यालय, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय-सैन डिएगो, जनरल एटॉमिक्स, टेनेसी विश्वविद्यालय और सैंडिया राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं के शोधकर्ता शामिल हैं।

उनका विश्व-अग्रणी कार्य संलयन को व्यावसायिक पैमाने पर बिजली का एक व्यवहार्य स्रोत बनाने के लिए महत्वपूर्ण है। इन प्रयोगों में ड्यूटेरियम का उपयोग ट्रिटियम के स्थान पर भी किया जाता है

वाणिज्यिक संलयन प्रणाली में, ईंधन संभवतः ड्यूटेरियम और ट्रिटियम से बना होगा, जो हाइड्रोजन के दोनों रूप हैं। ट्रिटियम रेडियोधर्मी है, लेकिन ड्यूटेरियम नहीं है। इसलिए, प्रयोगों में ड्यूटेरियम का उपयोग ट्रिटियम के स्थान पर किया गया, क्योंकि वे कई मामलों में समान हैं।

लेकिन ट्रिटियम एक ऐसा तत्व है जिसे वाणिज्यिक पैमाने के संलयन प्रणालियों में सावधानीपूर्वक प्रबंधित किया जाना चाहिए। किसी भी समय किसी उपकरण में कितना ट्रिटियम हो सकता है, इस पर बहुत सख्त सीमाएँ हैं।

दिलचस्प बात यह है कि शोधकर्ताओं का कहना है कि फंसे हुए ईंधन का मुख्य कारण बोरॉन कोटिंग नहीं है। यह कार्बन है। कार्बन की थोड़ी मात्रा भी प्रयोग के दौरान नमूनों में फंसे ड्यूटेरियम ईंधन की मात्रा को बढ़ा देती है।

कार्बन और बोरॉन एक साथ ड्यूटेरियम से इतनी मजबूती से बंध सकते हैं कि बंधन को तोड़ने के लिए लगभग एक हजार डिग्री फारेटहाइट तापमान की आवश्यकता होगी, जिससे संलयन प्रणाली को नुकसान पहुँचाए बिना ईंधन को निकालना बहुत चुनौतीपूर्ण हो जाता है।

प्रयोगों में जिस संलयन प्रणाली का उपयोग किया गया था और वर्तमान में इसकी दीवारें ग्रेफाइट से बनी हैं, जो कार्बन का एक रूप है। हम सभी कार्बन से छुटकारा पाना चाहते हैं और साफ टंगस्टन दीवारें चाहते हैं, एफ़ेनबर्ग ने कहा, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि गणनाएँ आईटीईआर में अनुभव की जाने वाली गणनाओं के और भी करीब हों।

शोध की एक खूबी यह है कि कुछ नमूनों को संलयन संयंत्र पोत में प्लाज्मा के संपर्क में लाया गया था। यह मशीन कई प्रायोगिक टोकामकों में से एक है जो प्लाज्मा को डोनट के आकार में रखने के लिए चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके काम करती है।

यह देखते हुए कि शोध से पता चलता है कि कार्बन की थोड़ी मात्रा भी टोकामक की दीवारों में फंसे ट्रिटियम की मात्रा को काफी हद तक बढ़ा सकती है, परिणाम भविष्य के संलयन बिजली संयंत्रों में नियामक सीमाओं को पूरा करने के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हो सकते हैं।