ब्राइट स्पार्क: क्या एमआईटी वैज्ञानिक फ्यूजन पावर को वास्तविकता बना सकते हैं?

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इटालियन तेल कंपनी Eni कॉमनवेल्थ फ्यूज़न सिस्टम्स में 50 मिलियन डॉलर का निवेश कर रही है, जो एक MIT स्पिनआउट है जो SPARC नामक फ्यूज़न पावर प्रयोग में शून्य-कार्बन ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट के विकास पर संस्थान के साथ सहयोग कर रहा है। जूलियन टर्नर को सीईओ रॉबर्ट ममगार्ड से नीचा दिखाया गया है।

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के पवित्र हॉल के भीतर एक ऊर्जा क्रांति हो रही है। दशकों की प्रगति के बाद, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि संलयन शक्ति अंततः अपने दिन का दावा करने के लिए तैयार है और असीमित, दहन-मुक्त, शून्य-कार्बन ऊर्जा की पवित्र कब्र पहुंच के भीतर हो सकती है।

इटली की ऊर्जा दिग्गज Eni ने इस आशावाद को साझा करते हुए MIT के प्लाज्मा फ्यूजन एंड साइंस सेंटर (PSFC) और निजी कंपनी कॉमनवेल्थ फ्यूजन सिस्टम्स (CFS) के साथ एक सहयोगी परियोजना में €50m ($62m) का निवेश किया है, जिसका उद्देश्य ग्रिड पर फ्यूजन पावर को तेजी से ट्रैक करना है। कम से कम 15 वर्षों में।

संलयन को नियंत्रित करना, वह प्रक्रिया जो सूर्य और तारों को शक्ति प्रदान करती है, सदियों पुरानी समस्या के कारण रुकी हुई है: जबकि अभ्यास से भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, यह केवल लाखों डिग्री सेल्सियस के अत्यधिक तापमान पर ही किया जा सकता है, जो कि केंद्र से भी अधिक गर्म है। सूरज, और किसी भी ठोस पदार्थ को सहन करने के लिए बहुत गर्म।

इन चरम स्थितियों में संलयन ईंधन को सीमित रखने की चुनौती के परिणामस्वरूप, संलयन ऊर्जा प्रयोग, अब तक, घाटे पर चल रहे हैं, जिससे संलयन प्रतिक्रियाओं को बनाए रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा से कम ऊर्जा उत्पन्न होती है, और इसलिए वे बिजली का उत्पादन करने में असमर्थ हैं। ग्रिड.

सीएफएस के सीईओ रॉबर्ट ममगार्ड कहते हैं, "पिछले कई दशकों में फ्यूजन अनुसंधान का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है, जिसके परिणामस्वरूप फ्यूजन पावर के लिए वैज्ञानिक समझ और प्रौद्योगिकियों में प्रगति हुई है।"

“सीएफएस उच्च-क्षेत्र दृष्टिकोण का उपयोग करके संलयन का व्यावसायीकरण कर रहा है, जहां हम बड़े सरकारी कार्यक्रमों के समान भौतिकी दृष्टिकोण का उपयोग करके छोटे संलयन उपकरण बनाने के लिए नए उच्च-क्षेत्र मैग्नेट विकसित कर रहे हैं। ऐसा करने के लिए, सीएफएस एक सहयोगी परियोजना में एमआईटी के साथ मिलकर काम करता है, जिसकी शुरुआत नए मैग्नेट विकसित करने से होती है।

SPARC उपकरण गर्म प्लाज्मा - उपपरमाण्विक कणों का एक गैसीय सूप - को अपने स्थान पर रखने के लिए शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है ताकि इसे डोनट के आकार के वैक्यूम कक्ष के किसी भी हिस्से के संपर्क में आने से रोका जा सके।

मुमगार्ड बताते हैं, "मुख्य चुनौती संलयन की स्थिति में प्लाज्मा बनाना है ताकि यह खपत से अधिक बिजली पैदा कर सके।" "यह बहुत हद तक भौतिकी के एक उपक्षेत्र पर निर्भर करता है जिसे प्लाज़्मा भौतिकी के रूप में जाना जाता है।"

इस कॉम्पैक्ट प्रयोग को दस-सेकंड पल्स में लगभग 100 मेगावाट गर्मी पैदा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जितनी बिजली एक छोटे शहर द्वारा उपयोग की जाती है। लेकिन, चूँकि SPARC एक प्रयोग है, इसमें संलयन ऊर्जा को बिजली में बदलने की प्रणालियाँ शामिल नहीं होंगी।

एमआईटी के वैज्ञानिकों का अनुमान है कि उत्पादन प्लाज्मा को गर्म करने के लिए उपयोग की जाने वाली शक्ति से दोगुना से अधिक होगा, और अंततः अंतिम तकनीकी मील का पत्थर हासिल होगा: संलयन से सकारात्मक शुद्ध ऊर्जा।

ममगार्ड कहते हैं, "संलयन एक जगह पर रखे गए और चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके इन्सुलेशन किए गए प्लाज्मा के अंदर होता है।" “यह संकल्पनात्मक रूप से एक चुंबकीय बोतल की तरह है। चुंबकीय क्षेत्र की ताकत प्लाज्मा को इन्सुलेट करने की चुंबकीय बोतल की क्षमता से बहुत दृढ़ता से संबंधित होती है ताकि यह संलयन स्थितियों तक पहुंच सके।

“इस प्रकार, यदि हम मजबूत चुंबक बना सकते हैं तो हम प्लाज़्मा बना सकते हैं जो इसे बनाए रखने के लिए कम शक्ति का उपयोग करके गर्म और सघन हो सकता है। और बेहतर प्लाज़्मा के साथ हम उपकरणों को छोटा और निर्माण और विकास के लिए अधिक प्रबंधनीय बना सकते हैं।

“उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स के साथ, हमारे पास बहुत उच्च शक्ति वाले चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए एक नया उपकरण है, और इस प्रकार बेहतर और छोटी चुंबकीय बोतलें हैं। हमारा मानना ​​है कि इससे हमें तेज़ी से फ़्यूज़न मिलेगा।"

ममगार्ड बड़े-बोर सुपरकंडक्टिंग इलेक्ट्रोमैग्नेट की एक नई पीढ़ी का जिक्र कर रहा है जिसमें किसी भी मौजूदा संलयन प्रयोग में नियोजित चुंबकीय क्षेत्र से दोगुना मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने की क्षमता है, जो प्रति आकार शक्ति में दस गुना से अधिक वृद्धि को सक्षम बनाता है।

येट्रियम-बेरियम-कॉपर ऑक्साइड (YBCO) नामक यौगिक से लेपित स्टील टेप से बने, नए सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट SPARC को ITER के पांचवें हिस्से के बराबर फ्यूजन पावर आउटपुट उत्पन्न करने में सक्षम बनाएंगे, लेकिन एक डिवाइस में जो केवल 1/65 के बारे में है आयतन।

शुद्ध संलयन ऊर्जा उपकरणों के निर्माण के लिए आवश्यक आकार, लागत, समयरेखा और संगठनात्मक जटिलता को कम करके, YBCO मैग्नेट संलयन ऊर्जा के लिए नए शैक्षणिक और वाणिज्यिक दृष्टिकोण भी सक्षम करेगा।

मुमगार्ड स्पष्ट करते हैं, "स्पार्क और आईटीईआर दोनों टोकामक्स हैं, जो दशकों से प्लाज्मा भौतिकी विकास के व्यापक बुनियादी विज्ञान पर आधारित एक विशिष्ट प्रकार की चुंबकीय बोतल हैं।"

“SPARC उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर (HTS) मैग्नेट की अगली पीढ़ी का उपयोग करेगा जो बहुत अधिक चुंबकीय क्षेत्र की अनुमति देता है, जिससे बहुत छोटे आकार में लक्षित संलयन प्रदर्शन होता है।

"हमारा मानना ​​है कि यह जलवायु-प्रासंगिक समय-सीमा और आर्थिक रूप से आकर्षक उत्पाद पर संलयन प्राप्त करने का एक प्रमुख घटक होगा।"

समयसीमा और व्यावसायिक व्यवहार्यता के विषय पर, SPARC एक टोकामक डिज़ाइन का विकास है जिसका दशकों से अध्ययन और परिष्कृत किया गया है, जिसमें MIT में काम भी शामिल है जो 1970 के दशक में शुरू हुआ था।

SPARC प्रयोग का उद्देश्य लगभग 200MW बिजली की क्षमता वाली दुनिया की पहली वास्तविक संलयन बिजली सुविधा का मार्ग प्रशस्त करना है, जो कि अधिकांश वाणिज्यिक विद्युत ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में है।

फ़्यूज़न पावर के बारे में व्यापक संदेह के बावजूद - Eni के पास इसमें भारी निवेश करने वाली पहली वैश्विक तेल कंपनी बनने की दूरदर्शी दृष्टि है - अधिवक्ताओं का मानना ​​​​है कि तकनीक संभावित रूप से दुनिया की बढ़ती ऊर्जा जरूरतों के एक बड़े हिस्से को पूरा कर सकती है, साथ ही साथ कटौती भी कर सकती है। ग्रीनहाउस गैस का उत्सर्जन।

नए सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट द्वारा सक्षम छोटा पैमाना संभावित रूप से ग्रिड पर संलयन ऊर्जा से बिजली के लिए एक तेज़, सस्ता रास्ता सक्षम करता है।

Eni का अनुमान है कि 2033 तक 200MW फ्यूजन रिएक्टर विकसित करने में 3 बिलियन डॉलर की लागत आएगी। ITER परियोजना, यूरोप, अमेरिका, चीन, भारत, जापान, रूस और दक्षिण कोरिया के बीच एक सहयोग, पहले सुपर के अपने लक्ष्य की ओर आधे से अधिक है -2025 तक गर्म प्लाज्मा परीक्षण और 2035 तक पहला पूर्ण-शक्ति संलयन, और इसका बजट लगभग €20bn है। SPARC की तरह, ITER को बिजली का उत्पादन नहीं करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

तो, चूंकि अमेरिकी ग्रिड अखंड 2GW-3GW कोयला या विखंडन बिजली संयंत्रों से 100MW-500MW रेंज की ओर बढ़ रहा है, क्या संलयन बिजली एक कठिन बाजार में प्रतिस्पर्धा कर सकती है - और, यदि हां, तो कब?

मुमगार्ड कहते हैं, "अभी भी शोध किया जाना बाकी है, लेकिन चुनौतियाँ ज्ञात हैं, नए नवाचार चीजों में तेजी लाने का रास्ता दिखा रहे हैं, सीएफएस जैसे नए खिलाड़ी समस्याओं पर व्यावसायिक ध्यान केंद्रित कर रहे हैं और बुनियादी विज्ञान परिपक्व है।"

“हमारा मानना ​​है कि फ़्यूज़न कई लोगों की सोच से ज़्यादा करीब है। बने रहें।" jQuery( दस्तावेज़ ).ready(function() {/* कंपनी कैरोसेल */ jQuery('.carousel').slick({ डॉट्स: सत्य, अनंत: सत्य, गति: 300, आलसी लोड: 'ऑनडिमांड', स्लाइडटूशो: 1, स्लाइड्सटूस्क्रॉल: 1, एडाप्टिवहाइट: सत्य });

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