தமிழ்

தூய்மையான, நிலையான மற்றும் ஏராளமான மின் ஆதாரமாக அணுக்கரு இணைவு ஆற்றலின் சாத்தியத்தை ஆராயுங்கள். உலகளவில் அணுக்கரு இணைவு மின் உற்பத்தியை அடைவதற்கான அறிவியல், சவால்கள் மற்றும் முன்னேற்றம் பற்றி அறிந்து கொள்ளுங்கள்.

அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல்: ஒரு தூய்மையான மின் உற்பத்தி புரட்சி

தூய்மையான, நிலையான மற்றும் ஏராளமான ஆற்றலுக்கான தேடல் மனித குலத்தின் மிகப்பெரிய சவால்களில் ஒன்றாகும். புதைபடிவ எரிபொருள்கள் தற்போது ஆதிக்கம் செலுத்தினாலும், காலநிலை மாற்றத்திற்கு கணிசமான பங்களிக்கின்றன. சூரிய மற்றும் காற்று போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி ஆதாரங்கள் நம்பிக்கைக்குரிய மாற்றுகளை வழங்குகின்றன, ஆனால் அவற்றின் இடைப்பட்ட தன்மை மற்றும் நிலத் தேவைகள் வரம்புகளை ஏற்படுத்துகின்றன. சூரியன் மற்றும் நட்சத்திரங்களுக்கு சக்தியளிக்கும் அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல், வரம்பற்ற மற்றும் தூய்மையான ஆற்றல் மூலத்தை வழங்கும் ஒரு திருப்புமுனையாகும். இந்த கட்டுரை அணுக்கரு இணைவின் பின்னணியில் உள்ள அறிவியல், அதைப் பயன்படுத்துவதில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றம் மற்றும் இன்னும் சமாளிக்க வேண்டிய சவால்களை ஆராய்கிறது.

அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல் என்றால் என்ன?

அணுக்கரு இணைவு என்பது இரண்டு இலகுவான அணுக்கருக்கள் இணைந்து ஒரு கனமான கருவாக உருவாகும் செயல்முறையாகும், இதன் மூலம் அதிக அளவு ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது. இது சூரியன் மற்றும் பிற நட்சத்திரங்களுக்கு சக்தியளிக்கும் அதே செயல்முறையாகும். பூமியில் ஆற்றல் உற்பத்திக்கு மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய அணுக்கரு இணைவு வினை ஹைட்ரஜனின் ஐசோடோப்புகளான டியூட்ரியம் (D) மற்றும் டிரிடியம் (T) ஆகும். இந்த ஐசோடோப்புகள் ஒப்பீட்டளவில் ஏராளமாக உள்ளன; டியூட்ரியத்தை கடல் நீரில் இருந்து பிரித்தெடுக்கலாம், மேலும் டிரிடியத்தை லித்தியத்திலிருந்து உருவாக்கலாம்.

D-T அணுக்கரு இணைவு வினை ஹீலியம் மற்றும் ஒரு நியூட்ரானை உருவாக்குகிறது, அத்துடன் அதிக அளவு ஆற்றலையும் வெளியிடுகிறது. இந்த ஆற்றலை தண்ணீரை சூடாக்க பயன்படுத்தலாம், நீராவி விசையாழிகளை இயக்கி மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யலாம், இது வழக்கமான மின் நிலையங்களைப் போன்றது, ஆனால் தீங்கு விளைவிக்கும் பசுமை இல்ல வாயு வெளியேற்றம் இல்லாமல் உற்பத்தி செய்யலாம்.

அணுக்கரு இணைவு ஏன் கவர்ச்சிகரமானது

மற்ற ஆற்றல் மூலங்களை விட அணுக்கரு இணைவு பல குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளை வழங்குகிறது:

அணுக்கரு இணைவின் அறிவியல்: சிறைப்படுத்தல் மற்றும் வெப்பமாக்கல்

பூமியில் அணுக்கரு இணைவை அடைவது ஒரு பெரிய அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் சவாலாகும். முக்கிய பிரச்சினை என்னவென்றால், அணுக்கரு இணைவு ஏற்பட தேவையான தீவிர நிலைமைகளை உருவாக்கி நிலைநிறுத்துவதாகும். இந்த நிலைமைகளில் பின்வருவன அடங்கும்:

பிளாஸ்மாவைச் சிறைப்படுத்தி சூடாக்க இரண்டு முக்கிய அணுகுமுறைகள் பின்பற்றப்படுகின்றன:

காந்த சிறைப்படுத்தல்

காந்த சிறைப்படுத்தல் என்பது சூடான, மின்சாரம் ஏற்றப்பட்ட பிளாஸ்மாவை சிறைப்படுத்த வலுவான காந்தப்புலங்களைப் பயன்படுத்துகிறது. மிகவும் பொதுவான காந்த சிறைப்படுத்தல் சாதனம் டோகமாக் ஆகும், இது டோனட் வடிவ சாதனமாகும், இது காந்தப்புலங்களைப் பயன்படுத்தி பிளாஸ்மா துகள்களை காந்தப்புலக் கோடுகளைச் சுற்றி சுழற்றும்படி கட்டாயப்படுத்துகிறது, இதனால் அவை உலையின் சுவர்களைத் தொடாமல் தடுக்கிறது.

மற்றொரு காந்த சிறைப்படுத்தல் அணுகுமுறை ஸ்டெல்லரேட்டர் ஆகும், இது பிளாஸ்மாவைச் சிறைப்படுத்த மிகவும் சிக்கலான, முறுக்கப்பட்ட காந்தப்புல உள்ளமைவைப் பயன்படுத்துகிறது. ஸ்டெல்லரேட்டர்கள் டோகமாக்குகளை விட இயற்கையாகவே மிகவும் நிலையானவை, ஆனால் அவற்றை உருவாக்குவதும் மிகவும் கடினம்.

மந்தநிலை சிறைப்படுத்தல்

மந்தநிலை சிறைப்படுத்தல் என்பது சக்திவாய்ந்த லேசர்கள் அல்லது துகள் கற்றைகளைப் பயன்படுத்தி எரிபொருள் உருண்டையை மிக உயர்ந்த அடர்த்திகளுக்கும் வெப்பநிலைகளுக்கும் சுருக்கி வெப்பப்படுத்துகிறது. விரைவான வெப்பம் மற்றும் சுருக்கம் எரிபொருளை வெடித்து ஒன்றிணைக்க காரணமாகிறது. மந்தநிலை சிறைப்படுத்தலுக்கு மிக முக்கியமான எடுத்துக்காட்டு அமெரிக்காவில் உள்ள தேசிய எரியூட்டல் வசதி (NIF) ஆகும்.

உலகளாவிய அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல் திட்டங்கள்

அணுக்கரு இணைவு ஆராய்ச்சியில் உலகம் முழுவதும் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது. சில முக்கிய திட்டங்கள் இங்கே:

ITER (சர்வதேச வெப்ப அணு உலை சோதனை உலை)

ITER என்பது பிரான்சில் கட்டப்பட்டு வரும் சீனா, ஐரோப்பிய ஒன்றியம், இந்தியா, ஜப்பான், கொரியா, ரஷ்யா மற்றும் அமெரிக்கா ஆகிய நாடுகளின் பலதரப்பட்ட ஒத்துழைப்பாகும். இது அணுக்கரு இணைவு சக்தியின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப சாத்தியத்தை நிரூபிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. ITER ஒரு டோகமாக் சாதனமாகும், மேலும் இது 50 MW உள்ளீட்டு வெப்பமூட்டும் சக்தியிலிருந்து 500 MW அணுக்கரு இணைவு சக்தியை உற்பத்தி செய்யும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இது பத்து மடங்கு ஆற்றல் ஆதாயத்தை நிரூபிக்கிறது (Q=10). ITER மின்சாரம் உற்பத்தி செய்ய வடிவமைக்கப்படவில்லை, ஆனால் இது அணுக்கரு இணைவு மின் நிலையத்தை உருவாக்குவதற்கான ஒரு முக்கியமான படியாகும்.

உதாரணம்: ITER இன் வெற்றிடக் கொள்கலன் மிகப்பெரிய மற்றும் மிகவும் சிக்கலான பொறியியல் சாதனைகளில் ஒன்றாகும், இதற்கு துல்லியமான உற்பத்தி மற்றும் சர்வதேச ஒத்துழைப்பு தேவைப்படுகிறது.

JET (கூட்டு ஐரோப்பிய டோரஸ்)

JET, இங்கிலாந்தில் அமைந்துள்ளது, இது உலகின் மிகப்பெரிய செயல்பாட்டு டோகமாக் ஆகும். இது அணுக்கரு இணைவு ஆராய்ச்சியில் குறிப்பிடத்தக்க மைல்கற்களை எட்டியுள்ளது, இதில் 1991 இல் டியூட்ரியம்-டிரிடியம் எரிபொருள் கலவையைப் பயன்படுத்தி அணுக்கரு இணைவு சக்தியின் முதல் செயல்விளக்கம் அடங்கும். ITER இல் பயன்படுத்தப்படும் தொழில்நுட்பங்களுக்கு JET ஒரு முக்கியமான சோதனை களமாக இருந்து வருகிறது.

உதாரணம்: 2021 இல், JET ஒரு சாதனை படைத்த 59 மெகாஜூல்கள் நிலையான அணுக்கரு இணைவு ஆற்றலை அடைந்தது, இது அணுக்கரு இணைவு சக்தியின் சாத்தியத்தை நிரூபித்தது.

தேசிய எரியூட்டல் வசதி (NIF)

NIF, அமெரிக்காவில் அமைந்துள்ளது, இது உலகின் மிகப்பெரிய மற்றும் சக்திவாய்ந்த லேசர் அமைப்பு ஆகும். இது எரிபொருள் உருண்டைகளை அணுக்கரு இணைவு நிலைகளுக்கு சுருக்கி வெப்பப்படுத்த மந்தநிலை சிறைப்படுத்தலைப் பயன்படுத்துகிறது. டிசம்பர் 2022 இல், NIF நிகர ஆற்றல் ஆதாயத்தை (அறிவியல் சமநிலை) நிரூபிப்பதன் மூலம் ஒரு வரலாற்று மைல்கல்லை எட்டியது, அங்கு அணுக்கரு இணைவு வினையால் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆற்றல் லேசர்களால் எரிபொருள் உருண்டைக்கு வழங்கப்படும் ஆற்றலை விட அதிகமாக இருந்தது.

உதாரணம்: எரியூட்டலை அடைவதில் NIF இன் வெற்றி மந்தநிலை சிறைப்படுத்தல் அணுகுமுறையை உறுதிப்படுத்தியுள்ளது மற்றும் அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல் ஆராய்ச்சிக்கு புதிய வழிகளைத் திறந்து வைத்துள்ளது.

வெண்டல்ஸ்டீன் 7-எக்ஸ்

வெண்டல்ஸ்டீன் 7-எக்ஸ், ஜெர்மனியில் அமைந்துள்ளது, இது அதிநவீன ஸ்டெல்லரேட்டர் சாதனமாகும். ஸ்டெல்லரேட்டர்களை அணுக்கரு இணைவு உலைகளாகப் பயன்படுத்துவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை நிரூபிக்க இது வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. வெண்டல்ஸ்டீன் 7-எக்ஸ் பிளாஸ்மாக்களைச் சிறைப்படுத்தி சூடாக்குவதில் ஈர்க்கக்கூடிய முடிவுகளை அடைந்துள்ளது.

உதாரணம்: வெண்டல்ஸ்டீன் 7-எக்ஸ் இன் சிக்கலான காந்தப்புல உள்ளமைவு நீண்ட கால பிளாஸ்மா சிறைப்படுத்தலுக்கு அனுமதிக்கிறது, இது அணுக்கரு இணைவு மின் நிலையத்திற்கு ஒரு முக்கிய தேவையாகும்.

தனியார் அணுக்கரு இணைவு நிறுவனங்கள்

அரசாங்கத்தால் நிதியளிக்கப்பட்ட ஆராய்ச்சிக்கு கூடுதலாக, பெருகிவரும் தனியார் நிறுவனங்கள் அணுக்கரு இணைவு சக்தியைத் தொடர்கின்றன. இந்த நிறுவனங்கள் புதுமையான அணுக்கரு இணைவு உலை வடிவமைப்புகளை உருவாக்கி வருகின்றன, மேலும் குறிப்பிடத்தக்க முதலீடுகளை ஈர்த்து வருகின்றன. சில குறிப்பிடத்தக்க தனியார் அணுக்கரு இணைவு நிறுவனங்கள் பின்வருமாறு:

உதாரணம்: காமன்வெல்த் ஃப்யூஷன் சிஸ்டம்ஸ் 2030 களின் முற்பகுதியில் வணிக ரீதியாக சாத்தியமான அணுக்கரு இணைவு மின் நிலையத்தை கட்ட இலக்கு வைத்துள்ளது, இது தனியார் துறையில் அதிகரித்து வரும் முன்னேற்றத்தைக் காட்டுகிறது.

சவால்கள் மற்றும் தடைகள்

குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம் இருந்தபோதிலும், அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல் வணிக யதார்த்தமாக மாறுவதற்கு முன்பு பல சவால்கள் உள்ளன:

அணுக்கரு இணைவு ஆற்றலின் எதிர்காலம்

அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல் எதிர்காலத்திற்கான தூய்மையான, நிலையான மற்றும் ஏராளமான ஆற்றல் மூலமாக பெரும் நம்பிக்கையை அளிக்கிறது. குறிப்பிடத்தக்க சவால்கள் இருந்தபோதிலும், அணுக்கரு இணைவு ஆராய்ச்சியில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றம் ஊக்கமளிக்கிறது. தொடர்ச்சியான முதலீடு மற்றும் புதுமையுடன், அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல் வரும் தசாப்தங்களில் ஒரு யதார்த்தமாக மாறக்கூடும், இது காலநிலை மாற்றத்தைத் தணிக்கும் அதே வேளையில் உலகின் வளர்ந்து வரும் எரிசக்தி தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய உதவும்.

கொள்கை மற்றும் முதலீடு

அணுக்கரு இணைவு ஆற்றலின் வளர்ச்சியை துரிதப்படுத்துவதில் அரசாங்கக் கொள்கைகள் மற்றும் முதலீடு முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. அரசாங்கங்கள் அடிப்படை அறிவியல், தொழில்நுட்ப மேம்பாடு மற்றும் ITER போன்ற பெரிய அளவிலான செயல்விளக்க திட்டங்களுக்கான நிதியுதவி மூலம் அணுக்கரு இணைவு ஆராய்ச்சியை ஆதரிக்க முடியும். வரி வரவுகள், கடன் உத்தரவாதங்கள் மற்றும் பிற வழிமுறைகள் மூலம் அணுக்கரு இணைவு ஆற்றலில் தனியார் முதலீட்டை ஊக்குவிக்கலாம்.

உதாரணம்: ஐரோப்பிய ஒன்றியத்தின் ஹொரைசன் ஐரோப்பா திட்டம் அணுக்கரு இணைவு ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டிற்கான கணிசமான நிதியை வழங்குகிறது.

சர்வதேச ஒத்துழைப்பு

அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல் என்பது சர்வதேச ஒத்துழைப்பு தேவைப்படும் ஒரு உலகளாவிய சவாலாகும். அறிவு, வளங்கள் மற்றும் நிபுணத்துவத்தைப் பகிர்வது அணுக்கரு இணைவு ஆற்றலின் வளர்ச்சியை துரிதப்படுத்தவும் செலவைக் குறைக்கவும் முடியும். அணுக்கரு இணைவு ஆராய்ச்சியில் வெற்றிகரமான சர்வதேச ஒத்துழைப்புக்கு ITER ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு.

பொது விழிப்புணர்வு

அணுக்கரு இணைவு ஆற்றலின் சாத்தியம் குறித்து பொது விழிப்புணர்வை ஏற்படுத்துவது அதன் வளர்ச்சிக்கு ஆதரவை உருவாக்க முக்கியமானது. அணுக்கரு இணைவு ஆற்றலின் அறிவியல், நன்மைகள் மற்றும் சவால்கள் குறித்து பொதுமக்களுக்குக் கற்பிப்பது, அதற்கு தேவையான கவனம் மற்றும் வளங்கள் கிடைப்பதை உறுதி செய்ய உதவும்.

முடிவுரை

தூய்மையான மற்றும் நிலையான சக்தி தேடலில் அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல் நம்பிக்கையின் கலங்கரை விளக்கமாக நிற்கிறது. வணிக அணுக்கரு இணைவு சக்திக்கு செல்லும் பாதை சவால்கள் நிறைந்ததாக இருந்தாலும், சாத்தியமான வெகுமதிகள் ஏராளம். வெற்றிகரமான அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல் எதிர்காலம் வரம்பற்ற, பாதுகாப்பான மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த எரிசக்தி ஆதாரத்தால் இயங்கும் உலகத்தை உறுதியளிக்கிறது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் பொறியாளர்கள் தொடர்ந்து அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் எல்லைகளைத் தள்ளும்போதும், நிலையான உலகளாவிய ஒத்துழைப்பு மற்றும் முதலீட்டின் மூலம், அணுக்கரு இணைவு ஆற்றலின் வாக்குறுதி யதார்த்தத்திற்கு நெருக்கமாக வந்து, வரும் தலைமுறைகளுக்கு பிரகாசமான மற்றும் நிலையான எதிர்காலத்தை வழங்குகிறது.