अमेरिकी न्यूक्लियर-फ्यूज़न लैब नए युग में प्रवेश करती है: बार-बार 'इग्निशन' हासिल करते हुए
अमेरिकी National Ignition Facility के शोधकर्ताओं ने बार-बार “इग्निशन” हासिल किया है, जहाँ एक फ्यूज़न ईंधन पेलेट लेज़रों द्वारा दी गई ऊर्जा से अधिक ऊर्जा छोड़ता है, जिससे लेज़र-चालित फ्यूज़न में रुचि फिर बढ़ी है। टिप्पणीकारों का कहना है कि समग्र सिस्टम अभी भी 99% से अधिक इनपुट ऊर्जा बर्बाद करता है और बिजली पकड़ने का कोई व्यावहारिक तरीका नहीं है, इसलिए यह एक व्यवहार्य पावर प्लांट से बहुत दूर है और अधिक तुरंत रूप से परमाणु हथियार प्रबंधन तथा मूल प्लाज़्मा भौतिकी से जुड़ा है। थ्रेड इस मार्ग की तुलना चुंबकीय संरोधन और निजी फ्यूज़न स्टार्टअप्स से करता है, और यह सवाल उठाता है कि सीमित सार्वजनिक धन फ्यूज़न अनुसंधान पर खर्च किया जाए या सौर और पवन जैसी मौजूदा नवीकरणीय ऊर्जा को तेज़ी से बढ़ाने में लगाया जाए।
बार-बार “इग्निशन” पर समग्र प्रतिक्रिया
- कई लोग इसे एक प्रभावशाली भौतिकी उपलब्धि और इस बात की महत्वपूर्ण पुष्टि मानते हैं कि बमों के बाहर नियंत्रित, लाभकारी फ्यूज़न संभव है।
- अन्य लोग ज़ोर देते हैं कि यह व्यावहारिक बिजली उत्पादन से बहुत दूर है: ऊर्जा लेखांकन बहुत सीमित है और सिस्टम-स्तर पर ब्रेकईवन अभी भी कई क्रम-परिमाण दूर है।
- कुछ लोगों को इस बात पर निराशा है कि मीडिया या सार्वजनिक कथाएँ इसे “वाणिज्यिक फ्यूज़न बस आने ही वाला है” की तरह पेश करती हैं।
“इग्निशन” का अर्थ और मौजूदा प्रदर्शन
- यहाँ “इग्निशन” का अर्थ है कि ईंधन लक्षित पर डाली गई लेज़र ऊर्जा से अधिक फ्यूज़न ऊर्जा छोड़ता है, कुछ हद तक पहले के हाइड्रोजन बम भौतिकी के समान।
- थ्रेड में उद्धृत है: ~300 MJ विद्युत इनपुट → ~2 MJ लेज़र टारगेट पर → ~4 MJ फ्यूज़न आउटपुट।
- लेज़र की अक्षमता (
0.5% वॉल-प्लग) और टर्बाइन दक्षता (40%) को देखते हुए, टिप्पणीकार वास्तविक शुद्ध विद्युत शक्ति के लिए 2–3 क्रम-परिमाण सुधार की आवश्यकता का अनुमान लगाते हैं।
लेज़र दक्षता और इंजीनियरिंग की कमियाँ
- NIF लेज़रों को पुराना और बहुत अक्षम माना जाता है; आधुनिक समकक्ष 20% से अधिक दक्षता दे सकते हैं।
- फिर भी, पेलेट निर्माण, आवृत्ति ट्रिपलिंग हानियाँ, ऑप्टिक्स की टिकाऊपन, सटीक समय-समन्वय, पुनरावृत्ति दर, और ऊर्जा-संग्रहण अभी भी बड़ी बाधाएँ हैं।
- वर्तमान NIF सेटअप में कोई वास्तविक ऊर्जा-संग्रह प्रणाली मौजूद नहीं है।
ICF का उद्देश्य: हथियार बनाम ऊर्जा
- मज़बूत सहमति है कि NIF का प्राथमिक मिशन स्टॉकपाइल स्टीवर्डशिप है: थर्मोन्यूक्लियर हथियारों में स्थितियों को पुन: उत्पन्न करना और पूर्ण-पैमाने के परीक्षणों के बिना सिमुलेशन कोड्स को सत्यापित करना।
- कुछ लोग ऊर्जा-फ्रेमिंग को एक “पर्दा” कहते हैं, जबकि अन्य नोट करते हैं कि DOE अब स्पष्ट रूप से inertial fusion energy R&D को फंड कर रहा है और हथियार भूमिका खुले तौर पर स्वीकार की गई है।
- NIF को एक मूल्यवान उच्च-फ्लक्स न्यूट्रॉन स्रोत और मूल प्लाज़्मा भौतिकी के लिए एक मंच भी माना जाता है।
अन्य फ्यूज़न तरीकों से तुलना
- कई लोगों का तर्क है कि चुंबकीय संरोधन फ्यूज़न (MCF), विशेषकर SPARC/ARC जैसे उच्च-क्षेत्र टोकेमक, बिजली के लिए अधिक आशाजनक हैं।
- अन्य लोग निजी पल्स्ड/इनर्शियल अवधारणाएँ (जैसे Helion, Z-pinch, विभिन्न लेज़र-फ्यूज़न स्टार्टअप्स) को NIF की डिज़ाइन से अधिक व्यावहारिक मानते हैं, लेकिन भारी मार्केटिंग, छूटी हुई समय-सीमाएँ, और अतिरंजना के जोखिम की ओर भी इशारा करते हैं।
- aneutronic ईंधनों (जैसे p–B¹¹) और डायरेक्ट एनर्जी कन्वर्ज़न में रुचि का भी उल्लेख है, लेकिन यह मानते हुए कि ये और भी कठिन हैं।
फ्यूज़न बनाम नवीकरणीय और फंडिंग प्राथमिकताएँ
- एक धड़ा कहता है: फ्यूज़न पर लगाया हर डॉलर, पहले से तेज़ी से बढ़ रहे सिद्ध सौर/पवन और भंडारण पर खर्च किया जा सकता है।
- प्रतिवाद:
- अनुसंधान बजट और वाणिज्यिक परिनियोजन पूँजी अलग-अलग चीज़ें हैं।
- मूलभूत फ्यूज़न शोध सामग्री, लेज़र, और अन्य तकनीकों में सह-लाभ दे सकता है।
- दीर्घकालिक ऊर्जा सुरक्षा और घनत्व, निकट-अवधि की अक्षमता के बावजूद, फ्यूज़न R&D को न्यायसंगत बना सकते हैं।
- कुछ लोग अफसोस जताते हैं कि अमेरिका में फ्यूज़न को प्रति वर्ष <$1B मिलता है, जबकि रक्षा खर्च और जीवाश्म ईंधन निवेश इसे कहीं अधिक पीछे छोड़ते हैं।