विभक्त संलयनाच्या अडचणी

La आण्विक ऊर्जा जागतिक ऊर्जा प्रणालीमध्ये त्याचे एक मोठे प्रासंगिकता आहे. हे काही सोडण्याच्या किंमतीवर मोठ्या प्रमाणात उर्जा तयार करण्यास सक्षम आहे विभक्त कचरा उपचार करणे. विभक्त संलयन मानवतेने विकसित केलेली सर्वात मोठी आव्हाने ही आहेत. ही एक अफाट संधी आहे जी उर्जा आणि पुरवठ्यातील तूट यांच्या समस्या दूर करू शकते. जगभरात असंख्य शास्त्रज्ञ आहेत जे त्यावर उत्तम संशोधन करीत आहेत.

या लेखात आम्ही तुम्हाला आण्विक संलयन म्हणजे काय आणि व्यावसायिक बनल्यास ते मानवतेत काय आणतात त्याचे कोणते फायदे व संधी आहेत हे सांगणार आहोत. आपण याबद्दल अधिक जाणून घेऊ इच्छिता? आपल्याला फक्त वाचन चालू ठेवावे लागेल.

जे न्यूक्लियर फ्यूजन आहे

मागील लेखात आम्ही ते पाहिले केंद्रकीय विभाजन हे ऊर्जा प्राप्त करण्यासाठी प्लूटोनियम आणि युरेनियमसारखे जड अणू फोडण्याविषयी होते. या प्रकरणात, विभक्त संलयन पूर्णपणे उलट प्रक्रियेस सूचित करते. ही एक प्रतिक्रिया आहे एक जड तयार करण्यासाठी दोन फिकट कोअरमध्ये सामील होण्यास सक्षम.

एक जड करण्यासाठी दोन फिकट अणूंमध्ये सामील होणे म्हणजे ऊर्जा सोडते, कारण जड न्यूक्लियस दोन केंद्रकांच्या भारांच्या बेरीजपेक्षा वेगळे असते. याचा फायदा घेत, कोणत्याही प्रक्रियेमध्ये ऊर्जा सोडली जाऊ शकते. या प्रक्रियेची उर्जा खूपच केंद्रित आहे हे लक्षात घेता, केवळ एका ग्रॅम पदार्थात कोट्यावधी अणू अस्तित्त्वात आहेत. त्यामुळे कमी इंधनातून जर आपण सध्याच्या इंधनांशी तुलना केली तर ती प्रचंड प्रमाणात उर्जा निर्माण करू शकते.

या अणु फ्यूजन प्रक्रियेमध्ये भाग घेणार्‍या न्यूक्लीवर अवलंबून, कमीतकमी उर्जा तयार होईल. साध्य करण्यासाठी सर्वात सोपी प्रतिक्रिया म्हणजे हेलियम मिळविण्यासाठी ड्युटेरियम आणि ट्रायटियममधील एकत्रिकरण. या प्रतिक्रियेमध्ये 17,6 मे.व्ही. सोडले जाईल. हा समुद्राच्या पाण्यामध्ये ड्युटेरियम शोधू शकतो आणि ट्रीटियम प्रतिक्रियेमध्ये दिलेल्या न्युट्रॉनचे आभार मानता येऊ शकतो, हा उर्जेचा व्यावहारिकदृष्ट्या अक्षम्य उर्जा आहे.

अणु संलयन कसे केले जाते?

जरी हे जागतिक ऊर्जा उत्पादन उर्जा आणि प्रदूषणाच्या समस्यांचे निराकरण करेल, असे करणे सोपे नाही. आपल्याला हे निश्चितपणे माहित आहे की हे कार्य करते आणि आपल्याला ते कसे करावे हे माहित आहे. तथापि, प्रक्रियेच्या सर्व मागण्या पूर्ण अचूकतेने नियंत्रित करण्यास सक्षम होण्यासाठी आवश्यक असलेल्या अटी अद्याप पूर्णपणे ज्ञात नाहीत. आपणास असा विचार करावा लागेल की हे अणु संलयन ही एक प्रक्रिया आहे जी आपल्या सर्वात मोठ्या तारा सूर्यामध्ये होते. म्हणूनच, ते पार पाडण्यासाठी आपल्याला खूप उच्च तापमान प्राप्त करावे लागेल.

ढगांच्या स्वरूपात असलेले कण अणु संलयन अणुभट्ट्यांमध्ये वापरले जाऊ शकतात, ज्यावर दोनशे दशलक्ष डिग्री उष्णता असते. त्या तापमानात फक्त एका सेकंदाची कल्पना करा; याचा अर्थ असा आहे की जवळजवळ कोणत्याही वस्तूचे एकूण विघटन होईल. ही प्रक्रिया आवश्यक असल्यास आम्हाला ही प्रक्रिया आवश्यक आहे. केवळ या उच्च तापमानास सामोरे जाणे शास्त्रज्ञांसाठी आधीच एक आव्हान आहे, कारण अशी कोणतीही सामग्री नाही जी स्वतःचा नाश केल्याशिवाय त्यांना प्रतिकार करू शकेल.

वेडा तापमानाची ही परिस्थिती दूर करण्यासाठी, प्लाझ्मा वापरला जातो. त्याचा चुंबकीय बंदिस्त प्रभाव सूर्याच्या गाभापेक्षाही दहापट गरम असतो. हे अणू ज्या राक्षसी तापमानाला अधीन केले जाणे आवश्यक आहे कारण ते देणे हा त्यांच्यासाठी एकमेव मार्ग आहे. गतीशील उर्जा त्यांच्या नैसर्गिक विकृतीवर मात करण्यासाठी आणि विलीन होण्यासाठी त्यांच्यासाठी आवश्यक आहे.

दोन कोर त्यांच्याकडे समान विद्युत आणि सकारात्मक शुल्क आहे, म्हणून ते एकमेकांना मागे हटवतात. अशा उच्च तापमानासह, आम्ही इतकी मजबूत गतीशील उर्जा निर्माण करण्यास सक्षम आहोत की ते बंधनाची क्षमता हस्तांतरित करू शकेल. या तापमानासह कार्य करणे आणि त्यामध्ये हस्तक्षेप करणार्या सर्व घटक आणि परिस्थितीवर नियंत्रण ठेवणे ही पूर्णपणे गुंतागुंत आहे.

वैज्ञानिक नियंत्रण धोरण

उपरोक्त कारणांमुळे, अणु संलयनाची तपासणी करणार्या वैज्ञानिक गटांनी दोन भिन्न चरण आणि रणनीती तयार केल्या आहेत: चुंबकीय बंदी आणि ज्यात बंदी.

मॅग्नेटिक कारावास म्हणजे चुंबकीय क्षेत्राच्या आत प्लाझ्मा बनवण्यावर लक्ष केंद्रित केले जाते जे अणुभट्टीच्या भिंतींना स्पर्श करण्यापासून XNUMX मिलियन डिग्री सेल्सियस कमीतकमी अणूंचे मध्यवर्ती भाग रोखतात. अशा प्रकारे, ईविलीनीकरण होण्यासाठी काय वापरले जाते ते आम्ही संरक्षित करत आहोत.

लक्षात घेण्यातील एक महत्त्वाची बाब म्हणजे, सर्व तापमान या तापमानाला अधीन असले तरी, सर्वजण बंधन प्रक्रियेतून जाऊ शकत नाहीत. वैज्ञानिकांनी अण्विक संयुगाची नफा उर्जा दृष्टीकोनातून मर्यादित केल्याबद्दल हे एक पॅरामीटर आहे. अशा प्रकारे की आर्थिकदृष्ट्या सक्षम होण्यासाठी विलीनीकरणाची संख्या इतकी जास्त असणे आवश्यक आहे की उत्पादित उर्जा त्याच्या उत्पादनात गुंतविलेल्यापेक्षा जास्त असेल.

परमाणु फ्यूजन तयार करण्याच्या आवश्यकतेपेक्षा सूर्याचे तपमान १० पटीने कमी असले तरी, त्याचे प्रचंड द्रव्यमान दिल्यास न्यूक्लियोजीचा दबाव वाढविण्यास परवानगी मिळते आणि संलयन होते. गुरुत्व कैदेतून हा दबाव आपल्या ग्रहावर पुन्हा तयार केला जाऊ शकत नाही, म्हणून या तपमानापर्यंत पोहोचले पाहिजे.

दुसरीकडे, प्लाझ्माला अणुभट्टीच्या भिंतींना स्पर्श होण्यापासून रोखण्यासाठी अंतर्देशीय कारावास चुंबकीय क्षेत्राचा वापर करत नाही, तर त्याऐवजी ड्युटरियम आणि ट्रायटियमचा एक छोटासा भाग मिळवण्यासाठी इंधन वापरण्याचा प्रस्ताव ठेवला आहे. अशाप्रकारे, सर्व सामग्री कडकपणे हिंसक होतात आणि ड्युटेरियम आणि ट्रायटियम न्यूक्ली एकत्र येतात.

हे व्यावसायिकदृष्ट्या कधी व्यवहार्य असेल?

पूर्णपणे व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य होण्यासाठी ऊर्जा मिळविण्याच्या या प्रक्रियेसाठी अद्याप किमान तीन दशके संशोधन व चाचणी आहे. या विषयावरील संशोधन आणि गुंतवणूकीचा सध्याचा दर कायम ठेवणे, हे शक्य आहे की ज्या तंत्रात ते शेवटी व्यावसायिक केले गेले आहे ते चुंबकीय कारावासह आहे.

या शतकाच्या मध्यापर्यंत आम्हाला अणु संलयनातून ऊर्जेचे उत्पादन घ्यायचे असेल तर सर्व संबंधित संशोधन करण्यासाठी वैज्ञानिकांना आवश्यक साहित्य व संसाधने असणे आवश्यक आहे. जर अशी स्थिती नसेल तर आपल्याकडे केवळ शास्त्रज्ञांनी भरलेल्या प्रयोगशाळा असतील ज्या मनोरंजन व प्रगतीशिवाय असतील.