फ़्यूज़न है भविष्य? पृथ्वी पर एक तारा बनाने की खोज

की तलाश संलयन ऊर्जा – स्वच्छ, संभावित रूप से असीमित स्रोत जो मानव जाति की बिजली संकट को समाप्त कर सकता है – कम से कम एक शताब्दी पुराना है। अब, मुट्ठी भर स्टार्टअप्स का कहना है कि हम इसे साकार करने के पहले से कहीं अधिक करीब हैं। इन कंपनियों का कहना है कि अगले कुछ वर्षों में उनकी फ़्यूज़न मशीनें चलाने में लगने वाली ऊर्जा से अधिक ऊर्जा पैदा करेंगी। इसके तुरंत बाद, वे कारखानों, डेटा सेंटरों, स्टील मिलों और अन्य के लिए बिजली पैदा करना शुरू कर देंगे।
बिल गेट्स, जेफ बेजोस, विनोद खोसला और सैम ऑल्टमैन सहित बड़े नामी निवेशकों ने इस पर करोड़ों डॉलर का दांव लगाया है। फिर भी, पहले से कहीं ज्यादा करीब का मतलब जरूरी नहीं कि करीब हो। फ़्यूज़न का इतिहास छूटी हुई समय-सीमाओं और विफल मील के पत्थर का कब्रिस्तान है। धूप का दृश्य यह है कि स्टार्टअप सरकारी प्रयोगशालाओं की तुलना में कहीं अधिक तेज़ी से आगे बढ़ रहे हैं।
पृथ्वी पर एक कार्यशील तारा बनाना बिल्कुल असंभव लग सकता है, यदि वैज्ञानिक पहले से ही ऐसा करने की दिशा में इतने आगे नहीं बढ़ गए थे। सबसे पहले आपको गैस के एक पफ को 100 मिलियन डिग्री सेल्सियस से अधिक तक गर्म करना होगा। इससे गैस इतनी गर्म हो जाती है कि इलेक्ट्रॉन अपने परमाणुओं से मुक्त हो जाते हैं। इतना गर्म कि गैस पदार्थ की प्लाज्मा अवस्था में प्रवेश कर जाती है।
पर्याप्त गर्मी के साथ, परमाणु विलीन होने लगते हैं। अपने प्लाज़्मा को इस ऊष्मा पर काफी देर तक और पर्याप्त उच्च दबाव पर बनाए रखें, और इसे गर्म करने में जितनी ऊर्जा आप खर्च करते हैं उससे अधिक ऊर्जा बाहर आती है। संलयन उस विखंडन प्रक्रिया के विपरीत है जो आज के परमाणु संयंत्रों को शक्ति प्रदान करती है। परमाणु विभाजित नहीं होते; वे एक साथ वेल्ड करते हैं। मूल ईंधन यूरेनियम नहीं है, बल्कि समुद्री जल से निकाला गया हाइड्रोजन है। आकस्मिक प्रतिक्रियाओं का कोई खतरा नहीं है, और यह जो रेडियोधर्मी कचरा छोड़ता है वह कम खतरनाक होता है। इसे घटित करना, और इसे नियंत्रित करना, बहुत अधिक पेचीदा है।
प्लाज्मा सुपरहॉट जेल-ओ के सांप की तरह हिलता-डुलता है, इसलिए आपको इसे स्थिर रखना होगा, अन्यथा यह आपके उपकरण को पिघला सकता है। या यह बस टूट कर बिखर सकता है। सूर्य के अंदर, गुरुत्वाकर्षण प्लाज्मा को एक साथ रखता है। पृथ्वी पर, लोग सुपरस्ट्रॉन्ग मैग्नेट या लेजर का उपयोग करते हैं। इस बिंदु तक शायद आपने यह कर लिया है: परमाणु संलयन कर रहे हैं, उच्च-ऊर्जा कण प्लाज्मा से बाहर निकल रहे हैं। आपकी मशीन को पिटाई से बचना होगा। लेकिन इसमें ऊर्जा को काम में लगाना, बिजली का उत्पादन करना, प्रतिक्रिया को चालू रखना, यह सब आपके प्लाज्मा को परेशान किए बिना भी करना होता है।
के अंतरतम गर्भगृह में कॉमनवेल्थ फ्यूजन सिस्टम‘मैसाचुसेट्स के ग्रामीण इलाकों में विशाल नई इमारत, एक मंदिर के समान हवादार और भव्य कमरे में, जल्द ही वेदी पर एक विशाल मशीन रखी जाएगी। इसके मूल के चारों ओर एक घेरे में 18 विशाल चुम्बक बैठे होंगे, जिनमें से प्रत्येक एक विमानवाहक पोत को लहराने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली होगा। जब मशीन चालू होगी, तो उसके भीतर की चुंबकीय शक्तियां पृथ्वी से उड़ान भरने वाले 10 भारी रॉकेट जितनी मजबूत होंगी। केवल फ़्यूज़न उद्योग में ही इसे एक कॉम्पैक्ट मशीन माना जाएगा, फिर भी यह यही है: एक का एक छोटा लेकिन सूप-अप संस्करण tokamakडोनट के आकार का संलयन उपकरण जिसे वैज्ञानिकों ने 1960 के दशक से कई बार बनाया है। (“टोकामक” एक रूसी संक्षिप्त शब्द है।)
यदि वाणिज्यिक संलयन तालाब में कोई बड़ी मछली है, तो वह राष्ट्रमंडल है। 2018 में अपनी स्थापना के बाद से, कंपनी ने 2 बिलियन डॉलर से अधिक जुटाए हैं। कॉमनवेल्थ का लक्ष्य 2027 में “व्यावसायिक रूप से प्रासंगिक तरीके से” शुद्ध ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए अपनी प्रदर्शन मशीन SPARC का है। उसका कहना है कि इसकी अगली मशीन, ARC, 2030 के दशक की शुरुआत में भुगतान करने वाले ग्राहकों के लिए बिजली पैदा करेगी।
पृथ्वी पर कहीं भी बनाया जा रहा सबसे बड़ा टोकामक, जिसे फ़्रांस में एक बहुराष्ट्रीय परियोजना कहा जाता है आईटीईआरदसियों अरब डॉलर की लागत की राह पर है और 2030 के मध्य तक प्रयोगों के लिए तैयार नहीं होगा।
लेकिन आज के अधिकांश स्टार्टअप आईटीईआर और कॉमनवेल्थ मॉडल का पालन नहीं कर रहे हैं। उन्हें लगता है कि वे अन्य प्रकार की मशीनों का उपयोग करके अधिक सस्ते और आसानी से फ़्यूज़न कर सकते हैं।
टाइप वन एनर्जी और थिया एनर्जी तारकीय यंत्रों पर काम कर रहे हैं, जो टोकामक्स के समान हैं लेकिन मुड़े हुए और जटिल रूप से तरंगित हैं, जैसा कि साल्वाडोर डाली द्वारा कल्पना की गई डोनट की तरह है। रियल्टा फ़्यूज़न एक रिएक्टर का निर्माण कर रहा है जिसे कंपनी के सह-संस्थापक, कैरी फ़ॉरेस्ट, “टूत्सी रोल आकार” कहते हैं: दोनों सिरों पर चुंबक वाला एक सिलेंडर।
सिएटल के पास एक कार्यालय पार्क में, जैप एनर्जी फ़्यूज़न डिवाइस बना रही है जिसमें प्लाज्मा के फिलामेंट्स को बिजली के साथ जोड़ा जाता है। एक मील से भी कम दूरी पर, हेलियन एनर्जी एक फ़्यूज़न मशीन पर काम कर रही है जो एक दूसरे पर प्लाज्मा के दो छल्ले मारती है। हेलियन का लक्ष्य 2028 में माइक्रोसॉफ्ट के लिए बिजली पैदा करना है।
शोधकर्ताओं को चिंता इस बात की है कि कुछ लोग कितने हैं फ़्यूज़न स्टार्टअप आशाजनक हैं, और कितनी जल्दी। प्रिंसटन के निदेशक स्टीवन काउली ने कहा, भले ही पायलट प्लांट सफल हों, फिर भी दुनिया की बिजली जरूरतों का एक गंभीर हिस्सा पूरा करने के लिए तैयार होने से पहले अभी भी बहुत कुछ करना बाकी है। प्लाज्मा भौतिकी प्रयोगशाला.