পরমাণু ফিউশন বিকাশকারী বিজ্ঞানীরা পরীক্ষামূলক চুল্লি এবং বাণিজ্যিক বিদ্যুতের মধ্যে দাঁড়িয়ে থাকা সবচেয়ে একগুঁয়ে ইঞ্জিনিয়ারিং ধাঁধার সমাধান করার জন্য একটি নতুন উদ্যোগ চালু করেছেন।
ক্যালিফোর্নিয়ার ডিআইআইআই-ডি ন্যাশনাল ফিউশন ফ্যাসিলিটি জাপানি ইঞ্জিনিয়ারিং ফার্ম কিয়োটো ফিউশনিয়ারিংয়ের সাথে যৌথভাবে কাজ করছে। একসাথে, তারা একটি ফিউশন চুল্লির ভিতরে উত্পাদিত হিংস্র তাপ পরিচালনা করার জন্য ডিজাইন করা একটি বিশেষ নিষ্কাশন সিস্টেম তৈরি এবং পরীক্ষা করবে। সিস্টেমটি সরাসরি DIII-D-এর টোকামাক-এ ইনস্টল করা হবে, একটি টেস্টবেড ডিভাইস যা ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি দ্বারা অর্থায়ন করা হয়েছে।
নিউক্লিয়ার ফিউশন আলোর পরমাণুকে একত্রিত করে পরিষ্কার শক্তি উৎপন্ন করে, একই প্রক্রিয়া যা সূর্যকে জ্বালানি দেয়। বেশিরভাগ গবেষণা ডোনাট-আকৃতির চৌম্বকীয় চেম্বারের মধ্যে ঘটে যা টোকামাক নামে পরিচিত। যাইহোক, 100 মিলিয়ন ডিগ্রী সেলসিয়াসে উত্তপ্ত পদার্থ ধারণ করে মেশিনের দেয়ালের জন্য একটি গুরুতর ঝুঁকি তৈরি করে।
টোকামাকসের জন্য একটি নতুন অপারেশনাল পদ্ধতি
স্ট্যান্ডার্ড রিঅ্যাক্টরগুলি তীব্র, আকস্মিক তাপের স্পন্দনে ভোগে যা সময়ের সাথে সাথে অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠগুলিকে ক্ষয় করতে পারে। এটি কাটিয়ে ওঠার জন্য, গবেষকরা “নেতিবাচক ত্রিকোণতা” নামে পরিচিত একটি নকশার দিকে ঝুঁকছেন।
“নেতিবাচক ত্রিকোণীয়তা, বা একটি বিপরীত ‘ডি’ আকৃতিতে প্লাজমা, টোকামাকস, ডোনাট-আকৃতির ফিউশন ডিভাইসগুলির জন্য একটি সম্ভাব্য রূপান্তরমূলক অপারেশনাল পদ্ধতি যা চৌম্বকীয় ক্ষেত্র সহ প্লাজমা ধারণ করে,” কিয়োটো ফিউশনিয়ারিং ব্যাখ্যা করেছেন।
এই বিকল্প জ্যামিতি একটি মার্জিত শারীরিক সুবিধা প্রদান করে। এটি অস্থির তাপ বিস্ফোরণকে স্যাঁতসেঁতে করে এবং চুল্লির দেয়ালে আঘাত করার আগে অতিরিক্ত তাপ শক্তিকে মসৃণভাবে দূরে সরিয়ে দেয়। তবুও তার প্রতিশ্রুতি সত্ত্বেও, কেউ তার অনন্য কণা প্রবাহ পরিচালনা করতে সক্ষম একটি শিল্প-গ্রেড নিষ্কাশন সিস্টেমের সাথে কনফিগারেশনটি পরীক্ষা করেনি।
উদ্দেশ্য-নির্মিত ‘ডাইভার্টর’ নির্মাণ
নতুন উদ্যোগটি সরাসরি সেই অন্ধ স্থানটিকে লক্ষ্য করে। কিয়োটো ফিউশনিয়ারিং একটি উদ্দেশ্য-নির্মিত “ডাইভার্টর” নির্মাণের জন্য তাপ-প্রতিরোধী টাইলস তৈরি করবে, যা চুল্লির চিমনি হিসাবে কাজ করে। একবার ইনস্টল হয়ে গেলে, ডিআইআইআই-ডি, কিয়োটো ফিউশনিয়ারিং এবং কলাম্বিয়া ইউনিভার্সিটির গবেষকরা বিস্তৃত পরীক্ষার জন্য টোকামাককে ফায়ার করবেন।
ডিআইআইআই-ডি ফিউশন টেকনোলজি আউটরিচ কো-অর্ডিনেটর সুক-হো হং বলেন, “বাণিজ্যিকভাবে প্রাসঙ্গিক ডিভাইস সেটআপে নেতিবাচক ত্রিকোণীয়তা বোঝার জন্য আমাদের প্রয়োজন সহযোগিতার দিকে পরিচালিত করে।” তিনি উল্লেখ করেছেন যে প্রকল্পটি বিজ্ঞানীদের একটি সক্রিয়, ব্যয়-কার্যকর পরীক্ষার প্ল্যাটফর্মে পদ্ধতির মূল্যায়ন করার অনুমতি দেবে।
প্রকৌশলীরা চেম্বারের অভ্যন্তরে একটি সূক্ষ্ম ভারসাম্যমূলক কাজের মুখোমুখি হন। ফিউশন ঘটানোর জন্য মেশিনটিকে অবশ্যই জ্বলন্ত কোরটি যথেষ্ট গরম রাখতে হবে, যখন বাইরের প্রান্তটি আশেপাশের সরঞ্জামগুলি গলে না যাওয়ার জন্য যথেষ্ট ঠান্ডা থাকতে হবে। ট্রায়ালগুলি বর্ধিত ক্রিয়াকলাপের সময় বিপরীত-ডি প্লাজমা কতটা ভাল আচরণ করে তা পরীক্ষা করবে, তাপের লোড এবং অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলিতে যান্ত্রিক চাপ পরিমাপ করবে।
ভবিষ্যৎ চুল্লির নকশা পরিমার্জিত করতে
“উচ্চ নিউট্রন লোড এবং তাপ প্রবাহগুলি ফিউশন পাওয়ার প্ল্যান্টের কার্যকারিতার জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি,” কিয়োটো ফিউশনিয়ারিং আমেরিকার প্রেসিডেন্ট বিবাকে উৎপল উপসংহারে বলেছেন৷ তিনি জোর দিয়েছিলেন যে বানিজ্যিক কার্যকারিতা প্রমাণের জন্য অভিনব ডাইভার্টর ধারণাগুলি পরীক্ষা করা গুরুত্বপূর্ণ।
ফলাফলগুলি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের শক্তি বিভাগ দ্বারা সেট করা বৃহত্তর রোডম্যাপগুলিতে ফিড করবে। পরীক্ষার ফলাফলগুলি পদার্থবিদদের সম্পূর্ণ-উদ্ভিদের কম্পিউটার মডেলগুলিকে যাচাই করতে, প্লাজমা স্থিতিশীলতার মূল্যায়ন করতে এবং ভবিষ্যতের পাইলট উদ্ভিদের জন্য প্রয়োজনীয় উপকরণগুলিকে পরিমার্জিত করতে সহায়তা করবে।
পরীক্ষামূলক ডেটা আন্তর্জাতিক DIII-D ব্যবহারকারী নেটওয়ার্ক জুড়ে অবাধে ভাগ করা হবে। গবেষণা খোলার মাধ্যমে, অংশীদারিত্বের লক্ষ্য হল বাণিজ্যিক ফিউশন উদ্যোগগুলিকে বিশ্বব্যাপী ডিজাইন রিঅ্যাক্টরগুলিকে সাহায্য করা যা গ্রিডে স্থির শক্তি সরবরাহ করতে সক্ষম।
