टोकामक ऐसे उपकरण हैं जिनका उपयोग चुंबकीय परिरोध के साथ संलयन में किया जाता है। इन प्रतिक्रियाओं में, रिएक्टर कोर में गर्म संलयन ईंधन प्लाज्मा को नियंत्रित करने और रखने के लिए एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग किया जाता है। प्लाज्मा को न्यूट्रल बीम इंजेक्शन या रेडियो फ्रीक्वेंसी हीटिंग द्वारा उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है। मुख्य लक्ष्य एक स्थिर प्लाज्मा स्थिति को बनाए रखना है जिसमें ऊर्जा का असीमित स्रोत प्रदान करते हुए संलयन प्रतिक्रियाएं लगातार हो सकती हैं।
ओक्रिज नेशनल लेबोरेटरी (ओआरएनएल), प्रिंसटन प्लाज़्मा फिजिक्स लेबोरेटरी (पीपीपीएल) और टोकामक एनर्जी लिमिटेड के वैज्ञानिकों द्वारा हाल ही में किए गए एक अध्ययन से संलयन ऊर्जा अनुसंधान में एक बड़ी सफलता मिली है। टीम लगभग 100 मिलियन डिग्री सेल्सियस के तापमान तक पहुंच गई, जो कि संलयन बिजली संयंत्रों के लिए वाणिज्यिक ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए आवश्यक है।
इसके अलावा, उन्होंने कॉम्पैक्ट टोकामक में उच्च तापमान हासिल किया, जो पहले किसी ने नहीं किया था!
इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने ST40 नामक एक उच्च-क्षेत्र गोलाकार टोकामक (ST) की परिचालन स्थितियों में सुधार पर ध्यान केंद्रित किया। अन्य थर्मोन्यूक्लियर उपकरणों की तुलना में, ST40 डिवाइस को इसके छोटे आकार और गोलाकार प्लाज्मा द्वारा अलग किया जाता है।
टीम ने 1990 के दशक में TFTR टोकामक में उपयोग किए गए दृष्टिकोण के समान उपयोग किया, जिसने 10 मिलियन वाट से अधिक संलयन शक्ति उत्पन्न की। ST40 2 टेस्ला के ठीक ऊपर एक टोरॉयडल (डोनट के आकार का) चुंबकीय क्षेत्र में संचालित होता है।
प्लाज्मा को गर्म करने के लिए, टीम ने 1,8 मिलियन वाट के उच्च-ऊर्जा तटस्थ कणों का उपयोग किया। हालांकि प्लाज्मा डिस्चार्ज, या वह अवधि जब थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं सक्रिय रूप से हो रही थीं, केवल 0,15 सेकंड तक चलीं, कोर में आयनों का तापमान 100 मिलियन डिग्री सेल्सियस से अधिक तक पहुंच गया।
आयन तापमान को मापने के लिए, टीम ने PPPL में विकसित TRANSP ट्रांसपोर्ट कोड का इस्तेमाल किया। यह कोड उपयोगी है क्योंकि यह संलयन रिएक्टरों में उपयोग किए जाने वाले मुख्य ईंधन, अशुद्धियों और ड्यूटेरियम के मापा तापमान प्रोफाइल को ध्यान में रखता है।
उन्होंने पाया कि अशुद्धियों के लिए तापमान सीमा 8,6 केवी (लगभग 100 मिलियन डिग्री सेल्सियस) से अधिक है, जबकि ड्यूटेरियम के लिए तापमान सीमा इस मान के करीब है। इस खोज से पता चलता है कि प्रयोग में उपयोग की जाने वाली ताप विधि वांछित उच्च तापमान प्राप्त करने में प्रभावी थी।
परिणाम एक उच्च क्षेत्र के साथ कॉम्पैक्ट गोलाकार टोकामक पर आधारित थर्मोन्यूक्लियर पावर प्लांट के भविष्य के विकास के लिए आशावाद देते हैं। इन अग्रिमों से संलयन ऊर्जा के क्षेत्र में अधिक कुशल और आर्थिक रूप से व्यवहार्य समाधान हो सकते हैं, जो टिकाऊ और स्वच्छ ऊर्जा उत्पादन के लिए एक आशाजनक मार्ग प्रदान करते हैं।
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