ಪರಮಾಣು ಸಮ್ಮಿಳನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಿರುವ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವಾಣಿಜ್ಯ ವಿದ್ಯುತ್ ನಡುವೆ ನಿಂತಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಮೊಂಡುತನದ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಒಗಟುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಹೊಸ ಉಪಕ್ರಮವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾದ DIII-D ನ್ಯಾಷನಲ್ ಫ್ಯೂಷನ್ ಫೆಸಿಲಿಟಿಯು ಜಪಾನಿನ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸಂಸ್ಥೆ ಕ್ಯೋಟೋ ಫ್ಯೂಸಿಯರಿಂಗ್ ಜೊತೆ ಕೈಜೋಡಿಸುತ್ತಿದೆ. ಒಟ್ಟಾಗಿ, ಅವರು ಸಮ್ಮಿಳನ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಒಳಗೆ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಉಗ್ರ ಶಾಖವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ವಿಶೇಷ ನಿಷ್ಕಾಸ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಿಸುತ್ತಾರೆ. US ಡಿಪಾರ್ಟ್‌ಮೆಂಟ್ ಆಫ್ ಎನರ್ಜಿಯಿಂದ ಧನಸಹಾಯ ಪಡೆದ ಟೆಸ್ಟ್‌ಬೆಡ್ ಸಾಧನವಾದ DIII-D ನ tokamak ನಲ್ಲಿ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಸಮ್ಮಿಳನವು ಬೆಳಕಿನ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಬೆಸೆಯುವ ಮೂಲಕ ಶುದ್ಧ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಅದೇ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸೂರ್ಯನನ್ನು ಇಂಧನಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಟೋಕಮಾಕ್ಸ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಡೋನಟ್-ಆಕಾರದ ಕಾಂತೀಯ ಕೋಣೆಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, 100 ಮಿಲಿಯನ್ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಬಿಸಿಯಾದ ಮ್ಯಾಟರ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವುದು ಯಂತ್ರದ ಗೋಡೆಗಳಿಗೆ ಗಂಭೀರ ಅಪಾಯವನ್ನುಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಟೋಕಾಮಾಕ್ಸ್‌ಗಾಗಿ ಹೊಸ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವಿಧಾನ
ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳು ತೀವ್ರವಾದ, ಹಠಾತ್ ಶಾಖದ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳಿಂದ ಬಳಲುತ್ತವೆ, ಅದು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಸವೆದುಬಿಡುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು “ಋಣಾತ್ಮಕ ತ್ರಿಕೋನತೆ” ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ತಿರುಗುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.
“ಋಣಾತ್ಮಕ ತ್ರಿಕೋನತೆ, ಅಥವಾ ರಿವರ್ಸ್ ‘ಡಿ’ ಆಕಾರದಲ್ಲಿರುವ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ, ಟೋಕಮ್ಯಾಕ್ಸ್, ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಡೋನಟ್-ಆಕಾರದ ಸಮ್ಮಿಳನ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಸಂಭಾವ್ಯವಾಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಳ್ಳುವ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ” ಎಂದು ಕ್ಯೋಟೋ ಫ್ಯೂಸಿಯರಿಂಗ್ ವಿವರಿಸಿದರು.
ಈ ಪರ್ಯಾಯ ರೇಖಾಗಣಿತವು ಸೊಗಸಾದ ಭೌತಿಕ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಅಸ್ಥಿರವಾದ ಶಾಖದ ಸ್ಫೋಟಗಳನ್ನು ತಗ್ಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಗೋಡೆಗಳನ್ನು ಹೊಡೆಯುವ ಮೊದಲು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸರಾಗವಾಗಿ ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ. ಆದರೂ ಅದರ ಭರವಸೆಯ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಅದರ ವಿಶಿಷ್ಟ ಕಣದ ಹರಿವನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕೈಗಾರಿಕಾ-ದರ್ಜೆಯ ನಿಷ್ಕಾಸ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಯಾರೂ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಿಲ್ಲ.
ಉದ್ದೇಶ-ನಿರ್ಮಿತ ‘ಡೈವರ್ಟರ್’ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು
ಹೊಸ ಸಾಹಸವು ನೇರವಾಗಿ ಆ ಕುರುಡು ತಾಣವನ್ನು ಗುರಿಯಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ಯೋಟೋ ಫ್ಯೂಸಿಯರಿಂಗ್ ಉದ್ದೇಶ-ನಿರ್ಮಿತ “ಡೈವರ್ಟರ್” ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಶಾಖ-ನಿರೋಧಕ ಅಂಚುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ನ ಚಿಮಣಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಒಮ್ಮೆ ಸ್ಥಾಪಿಸಿದ ನಂತರ, DIII-D, ಕ್ಯೋಟೋ ಫ್ಯೂಸಿಯರಿಂಗ್, ಮತ್ತು ಕೊಲಂಬಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗಾಗಿ ಟೋಕಾಮಾಕ್ ಅನ್ನು ಉಡಾಯಿಸುತ್ತಾರೆ.
“ವಾಣಿಜ್ಯ ಸಂಬಂಧಿತ ಸಾಧನ ಸೆಟಪ್‌ನಲ್ಲಿ ನಕಾರಾತ್ಮಕ ತ್ರಿಕೋನತೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ನಮ್ಮ ಅಗತ್ಯವು ಸಹಯೋಗಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು” ಎಂದು DIII-D ಫ್ಯೂಷನ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಔಟ್‌ರೀಚ್ ಸಂಯೋಜಕರಾದ ಸುಕ್-ಹೋ ಹಾಂಗ್ ಹೇಳಿದರು. ಈ ಯೋಜನೆಯು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಸಕ್ರಿಯ, ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಪರೀಕ್ಷಾ ವೇದಿಕೆಯಲ್ಲಿ ವಿಧಾನವನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅವರು ಗಮನಿಸಿದರು.
ಇಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಕೊಠಡಿಯೊಳಗೆ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದ ಸಮತೋಲನ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಯಂತ್ರವು ಸಮ್ಮಿಳನ ಸಂಭವಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಬಿಸಿಯಾದ ಕೋರ್ ಅನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು, ಆದರೆ ಹೊರಗಿನ ಅಂಚು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಕರಗಿಸದಂತೆ ತಂಪಾಗಿರಬೇಕು. ವಿಸ್ತೃತ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರಿವರ್ಸ್-ಡಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಎಷ್ಟು ಚೆನ್ನಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಪರೀಕ್ಷಿಸುತ್ತವೆ, ಶಾಖದ ಹೊರೆಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ಘಟಕಗಳ ಮೇಲೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತವೆ.
ಭವಿಷ್ಯದ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸಲು
“ಹೆಚ್ಚಿನ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಲೋಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಹರಿವುಗಳು ಫ್ಯೂಷನ್ ಪವರ್ ಪ್ಲಾಂಟ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆಗೆ ಅತ್ಯಂತ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಸವಾಲುಗಳಾಗಿವೆ” ಎಂದು ಕ್ಯೋಟೋ ಫ್ಯೂಸಿಯರಿಂಗ್ ಅಮೆರಿಕದ ಅಧ್ಯಕ್ಷ ಬಿಬಾಕೆ ಉಪ್ಪಲ್ ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು. ವಾಣಿಜ್ಯ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಲು ಕಾದಂಬರಿ ಡೈವರ್ಟರ್ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸುವುದು ಅತ್ಯಗತ್ಯ ಎಂದು ಅವರು ಒತ್ತಿ ಹೇಳಿದರು.
ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳು US ಇಂಧನ ಇಲಾಖೆಯು ಹೊಂದಿಸಿರುವ ವಿಶಾಲವಾದ ಮಾರ್ಗಸೂಚಿಗಳಿಗೆ ಆಹಾರವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಪರೀಕ್ಷಾ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣ-ಸಸ್ಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಮೌಲ್ಯೀಕರಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ಪೈಲಟ್ ಸಸ್ಯಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಡೇಟಾವನ್ನು ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ DIII-D ಬಳಕೆದಾರರ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ನಾದ್ಯಂತ ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ತೆರೆಯುವ ಮೂಲಕ, ಪಾಲುದಾರಿಕೆಯು ಗ್ರಿಡ್‌ಗೆ ಸ್ಥಿರವಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪೂರೈಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಿಶ್ವಾದ್ಯಂತ ವಿನ್ಯಾಸ ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ವಾಣಿಜ್ಯ ಸಮ್ಮಿಳನ ಉದ್ಯಮಗಳಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
