5 सितंबर, 2021 को एमआईटी शोधकर्ताओं की एक टीम सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया एक उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग चुंबक, जो अब तक उत्पादित सबसे शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के लिए विश्व रिकॉर्ड तोड़ रहा है। 20 टेस्ला (क्षेत्र की तीव्रता का एक माप) तक पहुंचना, यह चुंबक परमाणु संलयन को अनलॉक करने और दुनिया को स्वच्छ, कार्बन मुक्त ऊर्जा प्रदान करने की कुंजी साबित हो सकता है।
परमाणु संलयन दशकों से स्वच्छ ऊर्जा की पवित्र कब्र रहा है, लेकिन इसे तोड़ना मुश्किल है। वर्तमान परमाणु ऊर्जा संयंत्र बिजली उत्पादन के लिए विखंडन - परमाणुओं के विभाजन - का उपयोग करते हैं। यह प्रभावी है, लेकिन खतरनाक हो सकता है, और लंबे समय तक चलने वाले परमाणु कचरे को पीछे छोड़ देता है जिसे सुरक्षित रूप से स्टोर करना मुश्किल और महंगा है। दूसरी ओर, परमाणु संलयन, दो परमाणुओं को एक साथ जोड़कर एक बड़ा बनाने पर निर्भर करता है। यह उस तरह की प्रतिक्रिया है जो सूर्य और तारों में होती है। जब पृथ्वी पर कृत्रिम रूप से पुनरुत्पादित किया जाता है, तो विखंडन की तुलना में विनाशकारी विस्फोटों की संभावना बहुत कम होती है, और यह बहुत कम रेडियोधर्मी अपशिष्ट पैदा करता है। यदि व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य संलयन रिएक्टर को वास्तविकता बनाया जा सकता है, तो यह जल्दी से भविष्य का ऊर्जा स्रोत बन सकता है।
दुनिया में सबसे मजबूत चुंबक। कॉमनवेल्थ फ्यूजन सिस्टम्स और एमआईटी के प्लाज्मा साइंस एंड फ्यूजन सेंटर (पीएसएफसी) द्वारा डिजाइन और निर्मित। श्रेय: ग्रेचेन एर्टल, सीएफएस/एमआईटी-पीएसएफसी, 2021
यहीं पर एमआईटी का शक्तिशाली नया चुंबक आता है। परमाणु संलयन केवल अत्यधिक उच्च तापमान पर होता है - प्लाज्मा को ऐसे तापमान तक पहुंचना चाहिए जो किसी भी सामग्री को पिघला या नष्ट कर दे, जिससे मनुष्य रिएक्टर बनाने के बारे में सोच सकता है। 1950 के दशक की शुरुआत में प्रस्तावित समाधान, प्लाज्मा को बिना किसी चीज को छुए रखना है। एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र एक कृत्रिम 'बोतल' बनाकर ऐसा कर सकता है जिसमें परमाणु संलयन हो सकता है।
इन चुंबकीय बोतलों में से एक के लिए सबसे आम आकार एक डोनट जैसी वस्तु है जिसे टोकामक कहा जाता है। MIT के वैज्ञानिक अपने शक्तिशाली नए चुम्बकों को एक टोकामक रिएक्टर में व्यवस्थित करने की उम्मीद करते हैं, और ऐसा करने से 2025 तक शुद्ध-सकारात्मक परमाणु संलयन (संलयन जो इसके उपयोग से अधिक ऊर्जा पैदा करता है) का उत्पादन करता है।
यहां असली जमीनी काम फ्यूजन ही नहीं है। कृत्रिम संलयन प्रतिक्रियाओं का उत्पादन पहले किया गया है। समस्या यह है कि, अब तक, वे जितना उत्पादन करते हैं उससे अधिक ऊर्जा हमेशा चलाने के लिए लेते हैं (प्लाज्मा को रखने के लिए उन चुंबकीय क्षेत्रों को रखने से बहुत अधिक ऊर्जा का उपयोग होता है)। मैग्नेट को बेहतर बनाने के लिए काम करके, एमआईटी टीम को उम्मीद है कि वह सबसे पहले एक रिएक्टर का उत्पादन करेगा जो इसके उपयोग की तुलना में अधिक ऊर्जा बनाता है।
नेट-पॉजिटिव रिएक्टर के पिछले प्रयासों में फ्यूजन रिएक्शन को शामिल करने के लिए पारंपरिक कॉपर इलेक्ट्रोमैग्नेट और हाल ही में कम तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स का इस्तेमाल किया गया है। एमआईटी टीम, और उनके वाणिज्यिक भागीदार, कॉमनवेल्थ फ्यूजन सिस्टम्स (सीएफएस) नामक एक स्टार्टअप ने मैग्नेट के लिए एक नई सुपरकंडक्टिंग सामग्री लागू करके अपने प्रतिस्पर्धियों को पीछे छोड़ दिया: एक उच्च तापमान सुपरकंडक्टर। इस सामग्री को रिबन जैसे टेप के रूप में लगाया जाता है, और यह उन्हें बहुत कम जगह में अधिक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाने की अनुमति देता है। एक कम तापमान वाले सुपरकंडक्टर को समान क्षेत्र की ताकत हासिल करने के लिए 40 गुना बड़े वॉल्यूम की आवश्यकता होगी।
परीक्षण स्टैंड के अंदर काम किया जा रहा चुंबक। श्रेय: ग्रेचेन एर्टल, सीएफएस/एमआईटी-पीएसएफसी, 2021
मार्टिन ग्रीनवल्ड, उप निदेशक और एमआईटी के वरिष्ठ शोध वैज्ञानिक प्लाज्मा विज्ञान और संलयन केंद्र , समझाया 'हम जो जगह भर रहे थे वह पारंपरिक प्लाज्मा भौतिकी, और पारंपरिक टोकामक डिजाइन और इंजीनियरिंग का उपयोग करना था, लेकिन इसे इस नई चुंबक तकनीक में लाना था। इसलिए, हमें आधा दर्जन अलग-अलग क्षेत्रों में नवाचार की आवश्यकता नहीं थी। हम सिर्फ चुंबक पर कुछ नया करेंगे, और फिर पिछले दशकों में जो सीखा है, उसके ज्ञान के आधार को लागू करेंगे। ”
पिछले हफ्ते चुंबक के सफल परीक्षण के साथ, वह रणनीति रंग ला रही है। पिछले साल, वैज्ञानिक पत्रों की एक श्रृंखला ने यह अनुमान लगाने के लिए सिमुलेशन का उपयोग किया कि यदि चुंबक सही ढंग से काम करता है, तो संलयन रिएक्टर वास्तव में शुद्ध-सकारात्मक संलयन शक्ति का उत्पादन करने में सक्षम होना चाहिए। सफल चुंबक परीक्षण के साथ अब रास्ते से बाहर, जो कुछ बचा है वह पूरे सिस्टम का निर्माण करना है, (जिसे SPARC के रूप में जाना जाता है) जिसमें लगभग तीन साल लगने चाहिए।
अगर वे सफल होते हैं, तो यह दुनिया को बदल सकता है। जैसा कि अनुसंधान के लिए एमआईटी के उपाध्यक्ष मारिया जुबेर बताते हैं, 'कई तरीकों से संलयन परम स्वच्छ ऊर्जा स्रोत है ... जितनी शक्ति उपलब्ध है वह वास्तव में गेम-चेंजिंग है।' उनका अंतिम लक्ष्य पावर ग्रिड को डीकार्बोनाइज करना, जलवायु परिवर्तन को धीमा करना और ग्रीनहाउस गैसों के उत्पादन को कम करना है। अगर वे इसमें सफल होते हैं, तो यह इसके लायक होगा। 'हम में से कोई भी इस समय ट्राफियां जीतने की कोशिश नहीं कर रहा है।' जुबेर ने कहा, 'हम ग्रह को रहने योग्य रखने की कोशिश कर रहे हैं।' उनका रिकॉर्ड तोड़ 20 टेस्ला चुंबकीय क्षेत्र परमाणु संलयन को अनलॉक करने और जलवायु परिवर्तन के खिलाफ लड़ाई में ज्वार को मोड़ने की कुंजी हो सकता है।
और जानें: डेविड चांडलर ' एमआईटी-डिज़ाइन की गई परियोजना संलयन ऊर्जा की दिशा में प्रमुख प्रगति प्राप्त करती है। 'एमआईटी समाचार.
विशेष रुप से प्रदर्शित छवि: एसपीएआरसी का प्रतिपादन, एक कॉम्पैक्ट, उच्च-क्षेत्र, टोकामक, वर्तमान में मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और कॉमनवेल्थ फ्यूजन सिस्टम्स की एक टीम द्वारा डिजाइन के तहत। इसका मिशन शुद्ध संलयन ऊर्जा पैदा करने वाले प्लाज्मा को बनाना और सीमित करना है। श्रेय: टी. हेंडरसन, सीएफएस/एमआईटी-पीएसएफसी, 2020