ആണവസംയോജന വിദ്യയിൽ നിലവിൽ സംഭവിച്ച നേട്ടം ലബോറട്ടറി സാഹചര്യത്തിലാണ്. ഇത് ഉപയോഗാടിസ്ഥാനത്തിലെത്താൻ ഇനിയുമേറെ ഘട്ടങ്ങൾ കടക്കണം. യുഎസിൽ ഫ്യൂഷൻ മേഖലയിലുള്ള കമ്പനിയായ സിഎഫ്എസിന്റെ ലീഡ് എൻജിനീയറും മാസച്യുസിറ്റ്‌സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിലെ വിസിറ്റിങ് സയന്റിസ്റ്റുമായ ഡോ.സിൽവസ്റ്റർ നൊറോന എഴുതുന്നു...

വലിയ അളവിലുള്ള ശുദ്ധോർജ ഉൽപാദനമാണ് ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ അഥവാ ആണവസംയോജനം വഴി കൈവരിക്കാൻ പറ്റുന്നത്. സൂര്യനിൽ നിന്നുള്ള ഊർജ ഉൽപാദനത്തിനു കാരണമാകുന്നതും ഫ്യൂഷൻ തന്നെയാണ്. ലോകത്ത് ഇന്ത്യയുൾപ്പെടെ പല രാജ്യങ്ങളിലും ആണവനിലയങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും ഇവയെല്ലാം ആണവവിഘടനം (ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ) അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രവർത്തിക്കുന്നവയാണ്. ഫിഷനിൽ നിന്ന് ഏറെ വ്യത്യസ്തമാണ് ഫ്യൂഷൻ. 

ഫിഷനിൽ യുറേനിയം പോലുള്ള ഭാരമേറിയ ആറ്റം, വലുപ്പം കുറഞ്ഞ രണ്ടോ അതിൽ കൂടുതലോ ആറ്റങ്ങളായി വിഘടിച്ച് ഊർജം പുറത്തുവിടും. എന്നാൽ ഫ്യൂഷനിൽ നേരെ തിരിച്ചുള്ള പ്രവർത്തനമാണ്. വലുപ്പം കുറഞ്ഞ രണ്ട് ആറ്റങ്ങൾ സംയോജിച്ച് ഒരു വലിയ ആറ്റം രൂപീകരിക്കപ്പെടുകയും വലിയ തോതിൽ ഊർജപ്രവാഹം നടക്കുകയും ചെയ്യും.  

ഡോ.സിൽവസ്റ്റർ നൊറോന

സൂര്യനിൽ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളുടെ സംയോജനം വഴിയാണ് ഊർജ ഉൽപാദനം.എന്നാൽ, വളരെ ഉയർന്ന താപനില, പ്ലാസ്മ സമ്മർദം എന്നിവ ആവശ്യമായതിനാലും ഇതു പ്രായോഗികതലത്തിൽ സൃഷ്ടിക്കുക ബുദ്ധിമുട്ടായതിനാലും ഫ്യൂഷൻ നിലയങ്ങളിൽ ഹൈഡ്രജന്റെ ആറ്റമിക വകഭേദങ്ങളായ ഡ്യൂട്ടീരിയവും ട്രീറ്റിയവും തമ്മിലുള്ള സംയോജനമാണ് നടത്തുന്നത്. 

ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകളിൽ അതിതാപനിലയുള്ള പ്ലാസ്മ ഉടലെടുക്കും. ഘരവസ്തുക്കൾക്ക് ഇതിനെ വഹിക്കാനുള്ള ശേഷിയില്ല. അതിനാൽ പ്ലാസ്മയെ കാന്തികമണ്ഡലത്തിൽ അടക്കി തൂക്കിനിർത്തുകയാണു ചെയ്യുന്നത്. മാഗ്നറ്റിക് കൺഫൈൻമെന്റ് എന്ന് ഇതറിയപ്പെടുന്നു. ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ തുടങ്ങുന്നതിനും പ്ലാസ്മ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന കാന്തികമണ്ഡലം നിലനിർത്തുന്നതിനും ഉയർന്ന തോതിൽ  ഊർജം ആവശ്യമാണ്. നിലവിലുള്ള പരീക്ഷണ റിയാക്ടറുകളിൽ ഫ്യൂഷൻവഴി ഉൽപാദിപ്പിക്കുന്ന ഊർജം അവ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഊർജത്തെക്കാൾ കുറവാണ്. ഇതിനാലാണ് ആദായകരമായ ഊർജം (നെറ്റ് എനർജി ഗെയിൻ) ലഭിക്കാത്തത്.

∙ ലിവർമോറിലെ പരീക്ഷണം

പ്ലാസ്മയെ കാന്തികമണ്ഡലത്തിൽ തൂക്കിനിർത്തുന്നതിനു പകരം ഇനേർഷ്യൽ കൺഫൈൻമെന്റ് എന്ന മറ്റൊരു രീതിയാണ് പുതിയ പരീക്ഷണത്തിൽ ഉപയോഗിച്ചത്. വളരെ ചെറിയ അളവിലുള്ള ഡ്യുട്ടീരിയം, ട്രീറ്റിയം സംയുക്തങ്ങളുടെ ചെറുഉരുളകളുണ്ടാക്കി അവയെ ശക്തിയുള്ള ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് ചൂടാക്കി. ഇത് ഉരുളകളുടെ പുറംപാളിയിൽ സ്ഫോടനം സൃഷ്ടിച്ചു. അതുവഴി ശക്തമായ ഊർജപ്രസരണം ഉണ്ടായി. അത് ഡ്യുട്ടിരീയം– ട്രീറ്റിയം ആണവസംയോജനം സാധ്യമാക്കി ആദായകരമായ ഊർജം നൽകുന്ന അവസ്ഥയിലെത്തിച്ചു. 2 മെഗാജൂൾ ഊർജം അങ്ങോട്ടു കൊടുത്തപ്പോൾ 3 മെഗാജൂൾ ഇങ്ങോട്ടുകിട്ടി. ലാഭം ഒരു മെഗാജൂൾ (പത്തു ലക്ഷം ജൂൾ.ഊർജം അളക്കുന്ന യൂണിറ്റാണ് ജൂൾ). 

നിലവിൽ യുഎസിലെ ലോറൻസ് ലിവർമോർ ലബോറട്ടറിയിലാണ് ആദായകരമായ ഊർജോൽപാദനം സാധ്യമായത്. ഈ പ്രക്രിയയുടെ ദൈർഘ്യം നാനോസെക്കൻഡുകൾ മാത്രമാണ്. നമുക്ക് വൈദ്യുതി ഉൽപാദിപ്പിക്കണമെങ്കിൽ നിരന്തരമായി ഊർജോൽപാദനം വേണം. അതിനായി ആണവനിലയങ്ങളിൽ ഫ്യൂഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിച്ചെടുക്കണം. അതിന് ‌ഒരുപാടു ഘട്ടങ്ങൾ വേണ്ടിവരും, സമയവുമെടുക്കും. എന്നാൽ ഇന്നലത്തെ നേട്ടം ഇതിന്റെ ആദ്യപടിയാണ്.

∙ ഫ്യൂഷന്റെ ഗുണങ്ങൾ

1) ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകൾക്ക് പരിധിയില്ലാത്ത ഇന്ധനം പ്രകൃതിയിലുണ്ട്. പ്രപഞ്ചത്തിൽ വ്യാപകമാണ് ഹൈഡ്രജൻ; അതിന്റെ വകഭേദമായ ഡ്യൂട്ടീരിയം സമുദ്രജലത്തിൽ നിന്നു വേർതിരിച്ചെടുക്കാം. ഹെവിവാട്ടർ റിയാക്ടറുകൾ, ലിഥിയം ഉപയോഗിച്ച് ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകളിൽ നടത്തുന്ന ബ്രീഡിങ് എന്നിവ വഴി ട്രീറ്റിയവും ലഭിക്കും.

2) ദീർഘകാലം ആണവ വികിരണശേഷിയുള്ള ഉപോൽപന്നങ്ങളും മാലിന്യങ്ങളും ഫിഷൻ റിയാക്ടറുകളിൽ ഉടലെടുക്കാം. എന്നാൽ ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറിൽ ഈ പ്രശ്നമില്ല.

3) ആണവ അപകടങ്ങൾ ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകളിൽ സംഭവിക്കില്ല. ഫിഷൻ റിയാക്ടറുകളിൽ പ്രവർത്തനം നിർത്തിയ ശേഷവും, ആണവപ്രവർത്തനങ്ങൾ കുറഞ്ഞതോതിൽ നടക്കുകയും ഊർജം ഉൽപാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.

ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകൾ അത്യാവശ്യഘട്ടത്തിൽ, ഊർജസ്രോതസ്സുകൾ നീക്കി പ്രവർത്തനം അവസാനിപ്പിക്കാം. ആഗോളതാപനത്തിനു വഴിവയ്ക്കുന്ന കാർബൺ ഡയോക്സൈഡും മറ്റു ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങളും പുറത്തുവിടാത്തതിനാൽ ആണവോർജം ശുദ്ധോർജമായാണ് കണക്കാക്കുന്നത്. 

∙ മറ്റു ഗവേഷണങ്ങൾ

ലോകത്തു പലയിടങ്ങളിലും ഫ്യൂഷൻ ഗവേഷണങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്. ഇതിനു വലിയ ഉദാഹരണമാണ് ഈറ്റർ (ITER). 35 രാജ്യങ്ങളുടെ പരിശ്രമത്തിലൂടെ നിർമിക്കുന്ന വലിയ ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറാണ് ഈറ്റർ. പ്ലാസ്മയെ കാന്തികമായി തൂക്കിനിർത്തുന്നതരം പദ്ധതികളിൽ ഉൾപ്പെട്ടതാണിത്. 2035ൽ ആദായകരമായ ഊർജോൽപാദനം നടത്താൻ ഈറ്റർ ലക്ഷ്യമിടുന്നു. 

സ്വകാര്യ നിക്ഷേപകരും രംഗത്തുണ്ട്. യുഎസിലെ മാസച്യുസിറ്റ്സ് ആസ്ഥാനമായുള്ള കോമൺവെൽത്ത് ഫ്യൂഷൻ സിസ്റ്റംസ് (സിഎഫ്എസ്) മാസച്യുസിറ്റ്‌സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജി(MIT)യുമായി ചേർന്ന് ആണവ ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടർ സ്പാർക്കിന്റെ (SPARC) നിർമാണത്തിലാണ്. 2025ൽ ആദായകരമായ ഫ്യൂഷൻ ഊർജം സൃഷ്ടിക്കാൻ ഇവർ ലക്ഷ്യമിടുന്നു. യുകെയിലെ കുൽഹാം ആസ്ഥാനമായുള്ള ടോകാമാക് എനർജി, കാനഡ ആസ്ഥാനമായുള്ള ജനറൽ ഫ്യൂഷൻ തുടങ്ങിയവരെല്ലാം ഈ മേഖലയിലെ പ്രബലരാണ്.

English Summary: Fusion technology to achieve more