20 வினாடிகளில் 100 மில்லியன் கெல்வின் இணைவு

தென் கொரியாவில் உள்ள பல நிறுவனங்களுடன் இணைந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த இரண்டு சக ஊழியர்களுடனும், கொலம்பியா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஒருவருடனும் இணைந்து, ஆற்றல் மூலமாக இணைவை உருவாக்குவதில் ஒரு புதிய மைல்கல்லை எட்டியுள்ளனர். அவர்கள் 100 மில்லியன் கெல்வின் வெப்பநிலையை உருவாக்கும் எதிர்வினையை உருவாக்கினர்; அது 20 வினாடிகள் நீடித்தது. நேச்சர் இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் ஆய்வறிக்கையில், குழு அவர்களின் வேலையை விவரிக்கிறது.

கடந்த பல ஆண்டுகளாக, விஞ்ஞானிகள் மின் உற்பத்தி நிலையங்களுக்குள் நிலையான இணைவு எதிர்வினைகளை உருவாக்க முயற்சித்து வருகின்றனர். குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம் இருந்தபோதிலும், முக்கிய இலக்கு இன்னும் அடையப்படவில்லை. சிக்கலில் பணிபுரியும் விஞ்ஞானிகள் இணைவு எதிர்வினைகளைக் கட்டுப்படுத்துவது கடினம் என்று கண்டறிந்துள்ளனர். சிறிதளவு விலகல்கள் உறுதியற்ற தன்மைக்கு வழிவகுக்கும், இது எதிர்வினை தொடர்வதைத் தடுக்கிறது. மில்லியன் கணக்கான டிகிரிகளில் உருவாகும் வெப்பத்தை கையாள்வதே மிகப்பெரிய பிரச்சனை ஆகும். பொருட்கள் பிளாஸ்மாவை சூடாக வைத்திருக்க முடியாது, நிச்சயமாக, அது காந்தங்கள் மூலம் லெவிட் செய்யப்படுகிறது.

இதில் இரண்டு அணுகுமுறைகள் வகுக்கப்பட்டுள்ளன: ஒன்று விளிம்பு-பரிமாற்ற தடை என்று அழைக்கப்படுகிறது; இது பிளாஸ்மாவை தப்பிக்கவிடாமல் தடுக்கும் வகையில் வடிவமைக்கிறது. மற்ற அணுகுமுறை உள் பரிமாற்ற தடை என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது புதிய ஆராய்ச்சியின் தளமான கொரியாவின் சூப்பர் கண்டக்டிங் டோகாமாக் மேம்பட்ட ஆராய்ச்சி மையத்தில் பணிபுரியும் ஆராய்ச்சியாளர்களால் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பிளாஸ்மாவின் மையத்திற்கு அருகில் உயர் அழுத்தப் பகுதியைக் கட்டுக்குள் வைத்திருப்பதன் மூலம் இது செயல்படுகிறது.

உட்புற பரிமாற்ற தடையின் பயன்பாடு மற்ற அணுகுமுறையை விட அதிக அடர்த்தியான பிளாஸ்மாவில் விளைகிறது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர், அதனால்தான் அவர்கள் அதைப் பயன்படுத்தத் தேர்ந்தெடுத்தனர். அதிக அடர்த்தி, மையத்திற்கு அருகில் அதிக வெப்பநிலையை உருவாக்குவதை எளிதாக்குகிறது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர். இது பிளாஸ்மாவின் விளிம்புகளுக்கு அருகில் குறைந்த வெப்பநிலைக்கு வழிவகுக்கிறது, இது கட்டுப்படுத்துவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் உபகரணங்களில் எளிதானது.

இந்த வசதியின் சமீபத்திய சோதனையில், குழு 100 மில்லியன் கெல்வின் வரை வெப்பத்தை உருவாக்க முடிந்தது மற்றும் எதிர்வினையை 20 வினாடிகளுக்கு வைத்திருக்க முடிந்தது. மற்ற அணிகள் ஒரே மாதிரியான வெப்பநிலையை உருவாக்கியுள்ளன அல்லது ஒரே மாதிரியான நேரத்திற்கு தங்கள் எதிர்வினைகளை வைத்திருக்கின்றன, ஆனால் இரண்டும் ஒரே எதிர்வினையில் அடையப்படுவது இதுவே முதல் முறை.

கடந்த பல ஆண்டுகால ஆராய்ச்சியில் தாங்கள் கற்றுக்கொண்டவற்றைப் பயன்படுத்திக் கொள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் அடுத்ததாக தங்கள் வசதியை மறுசீரமைக்க திட்டமிட்டுள்ளனர், எடுத்துக்காட்டாக, அறைச் சுவர்களில் உள்ள கார்பன் கூறுகள் போன்ற சில கூறுகளை டங்ஸ்டனால் செய்யப்பட்ட புதியவற்றைக் கொண்டு மாற்றுகிறார்கள்.

References:

• Seighalani, R. Z., & Zohuri, B. (2022). Functional Materials for Fusion Nuclear Power Cores (A Technical Memorandum). Journal of Material Sciences & Manufacturing Research. SRC/JMSMR-138. DOI: doi. org/10.47363/JMSMR/2022 (3), 129.
• Moses, E. I. (2010). Advances in inertial confinement fusion at the National Ignition Facility (NIF). Fusion Engineering and Design, 85(7-9), 983-986.
• Clery, D. (2011). Fusion power’s road not yet taken.
• Haider, Q. (2019). Nuclear fusion: holy grail of energy. In Nuclear Fusion-One Noble Goal and a Variety of Scientific and Technological Challenges. IntechOpen.
• Prager, S. C. (2019). Nuclear fusion power–an overview of history, present and future. International Journal of Advanced Network, Monitoring and Controls, 4(4), 1-10.