موجودہ عالمی توانائی کی کھپت کی شرح کے تخمینہ کے مطابق، زمین پر جوہری فیوژن توانائی سے زیادہ 10 بلین سالوں کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے. اصل میں، فیوژن انرجی ایک ناقابل اعتماد کاربن سے آزاد توانائی کے ذریعہ بن سکتا ہے. لہذا، جوہری فیوژن ہمیشہ لوگوں کا طویل مدتی خواب رہا ہے.
ماسسچسیٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی میں، 30 لاکھ امریکی ڈالر کی ایک نئی تحقیق کے منصوبے پر چل رہا ہے، اور جوہری فیوژن ٹیکنالوجی کو مقبول کرنے کے لئے مصروف عمل ہے.
اس منصوبے کا مقصد دنیا کا سب سے پہلے حقیقی فیوژن پاور اسٹیشن قائم کرنا ہے. اس پاور اسٹیشن کے 200 میگاواٹ کی طاقت زیادہ تر جدید تجارتی پاور پلانٹس کے مقابلے میں ہوسکتی ہے. رپورٹوں کے مطابق، فیوژن پاور اسٹیشنوں کی تعمیر تیزی سے اور کم خطرہ ہے اور 15 سال کے اندر مکمل ہوسکتا ہے. .
شکلی ایٹمی فیوژن کو حتمی توانائی کے ذریعہ دیکھا جاتا ہے
اور ہمیشہ کی MIT اور اس طرح کے ایک پاور پلانٹ تعمیر کرنے کی ملکیت کمپنیوں 'دولت مشترکہ فیوژن نظام (سییفایس)' نامی ایک کمپنی کو منتخب طور پر ایک ہی نہیں ہے. حال ہی میں، اس اپ شروع کمپنیوں اطالوی توانائی کمپنی Eni کی طرف سے 50 ملین $ موصول (Eni کی) سرمایہ کاری اور MIT سییفایس مشترکہ مقصد فیوژن توانائی کے تیزی سے کمرشلائزیشن اور نئی صنعتوں کے قیام کے حصول کے لئے ہے.
میساچوٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے صدر، رفایل ریف، اس تعاون کے منتظر ہیں.
ٹیو ماسٹر ایم آئی ٹی ایل رفییل ریف
'یہ ایک تاریخی لمحہ ہے: superconducting مقناطیس ٹیکنالوجی کی پیش رفت جیسے سلامتی، پہنچ میں فیوژن توانائی بنانے کے لئے، کاربن سے پاک توانائی کا سامنا انسانیت عروج پر ہے موسمیاتی خطرات کے لئے نئے امکانات فراہم کرتا ہے، اور میں نے MIT کرنے کے قابل ہو جائے کرنے کے لئے خوش ہوں. انہوں نے کہا کہ صنعتی اتحادیوں کو انسانیت کے مستقبل کے لئے توانائی کی ترقی میں آگے بڑھانے میں تعاون ہے.
'فیوژن توانائی اثر و رسوخ اور تجارتی صلاحیت شک میں نہیں ہے، لیکن سوال فیوژن توانائی کے حصول کے لئے کس طرح :؟ ہے' سییفایس سی ای او رابرٹ 穆姆加尔德 (رابرٹ Mumgaard) نے کہا، 'طریقہ سائنسی اور تکنیکی موجودہ کا ایک مجموعہ کے ذریعے ہے حق تلاش کرنے کے لئے، پارٹنر، تو مسئلہ حل کرنے کے لئے قدم بہ قدم. '
فگر شو بائیں سے دائیں: MIT پلازما سائنس اور فیوژن سینٹر مارٹن گرین والڈ کے ڈپٹی ڈائریکٹر، سییفایس کے چیف ٹیکنالوجی آفیسر ڈین بروس ناما، جوہری سائنس اور انجینئرنگ کے اسسٹنٹ پروفیسر زیخ Hartwig، سییفایس کے سکول چیف سائنسی آفیسر برینڈن ساؤل Bohm کے، سییفایس سی ای او باب 穆姆加尔德، اور PSFC ڈائریکٹر ڈینس رائٹ
دنیا کی سب سے طاقتور superconducting electromagnets تعمیر کرنا
جاری کیا ہم جانتے ہیں کے طور پر، روشنی نابیک (جیسے ڈیوٹیریم اور tritium) کے ایٹمی فیوژن کی ایک بہسنکھیا ہے جب، بڑی توانائی بھاری نابیک میں یکجا (جیسے ہیلیئم) عمل، زبردست توانائی سورج فیوژن رد عمل سے پیدا کیا جاتا ہے. اگر ایک بار حاصل کیا جا سکتا ہے کنٹرول ایٹمی فیوژن، یہ طویل عرصے سے انسانی توانائی کے مسائل سے دوچار کر دیا گیا ہے مکمل طور پر حل کیا جائے گا.
تاہم، فیوژن رد عمل خالص توانائی درکار ڈگری سیلسیس، کسی ٹھوس مواد اس طرح کے اعلی درجہ حرارت برداشت نہیں کر سکتا میں کروڑوں کے انتہائی حالات، ٹیکنالوجی کے میسا چوسٹس انسٹی ٹیوٹ اور سییفایس کا ہدف 100 میگا واٹ کے ایک کمپیکٹ فیوژن طاقت کی تعمیر ہے جبکہ پیداوار.
شناختی 丨 سی ایف ایس ٹیم
اہم قدم برقی superconducting بھی کمپیکٹ tokamak فیوژن آلات کا ایک اہم جزو ہے، دنیا کی سب سے طاقتور superconducting electromagnets کی تعمیر ہے. ایک ساتھ لیپت Superconducting مواد superconducting مقناطیس (YBCO کے) تانبے آکسائڈ کے پٹی کمپوجٹ - اٹریم - بیریم.
YBCO مواد کی سب سے بڑا فائدہ یہ بہت ہو، فیوژن آلات، وقت اور تنظیم کی پیچیدگی کے لئے ضروری نیٹ توانائی کی تعمیر کے لوگوں فیوژن توانائی کے ساتھ رابطہ کرنے کے لئے نئے طریقے فراہم کرنے کی لاگت کو کم کر سکتے ہیں.
MIT انجینئرنگ کے پروفیسر اور ایٹمی سائنس اور انجینئرنگ کے سیکشن کے سربراہ، رائٹ مقناطیس نئے فیوژن ری ایکٹر کے کلیدی ٹیکنالوجی ہے کیونکہ، اور مقناطیس کی ترقی ایک عظیم غیر یقینی صورتحال ہے، تاکہ اس منصوبے کو پہلے دو یا تین سال برقی لئے ہے، نے کہا تحقیق.
'ہم مقناطیس ہمیں تین سال ایک قابل اعتماد جواب کے اندر اندر حاصل کرنے کے لئے پہلی جگہ میں تعلیم حاصل کرنے کی اجازت دے گا ہے، بلکہ، آگے بڑھنے کے لئے ہمیں سب سے زیادہ اہم مسائل کے جوابات کرنے دو ہمیں عظیم اعتماد دیتا ہے: محدود کرنا مقناطیسی شعبوں کا استعمال کرتے ہوئے کے امکان پلازما کے پروگرام ایک نیٹ توانائی تھی؟ 'وائٹ نے کہا.
اس superconducting مقناطیس کا اثر بہت سے متوقع ہے، پیدا کرتا ہے جو ایک مقناطیسی میدان سے زیادہ 10 گنا اضافہ ہوا ہے ایک ہی سائز tokamak آلہ کی طاقت دیتا ہے جس کی مقناطیسی میدان، 4 اوقات موجودہ فیوژن ڈیوائس جائے گا.
ٹیکنالوجی اور سییفایس تحقیق superconducting برقی کے میسا چوسٹس انسٹی ٹیوٹ کے تین سال، جس وقت وہ ان superconducting مقناطیس ڈیزائن استعمال کرتے ہیں اور ایک کمپیکٹ فیوژن تجرباتی آلہ کی SPARC تعمیر کرے گا کے اندر اندر مکمل کرنے کی امید ہے.
SPARC tokamak تجرباتی آلے کا ڈایاگرام. SPARC ایک مضبوط مقناطیسی میدان بنانے کے لئے ایک اعلی درجہ حرارت سپر کنڈومر کا استعمال کرتا ہے، جس کا خالص توانائی کی پیداوار کے ساتھ پہلا کنٹرول قابل پلازما فیوژن رییکٹر ہے.
ٹیکنالوجی میلوں جو چیلنج فیوژن
جب مقناطیسی ٹیکنالوجی مکمل ہوجائے تو، ٹیم کا اگلا کام صرف ٹوکامک تجرباتی آلہ کو تیار کرنا ہے.
ٹوکامک کے آلات کئی دہائیوں کے لئے مطالعہ کر رہے ہیں اور بہتر بناتے ہیں. SPARC tokamak آلات کا ایک ارتقاء ہے. ان میں سے، MIT 1970 ء میں Bruno Coppi اور رون کی طرف سے تحقیقاتی کام شروع کر دیا. • رون پارکر نے دو پروفیسروں کی قیادت کی. انہوں نے مطالعہ کیا ہے وہ مضبوط مقناطیسی فیلڈ فیوژن ڈیوائس جو ایم آئی ای میں استعمال میں ہے اور فیوژن سائنس میں بہت سی سائنس پیدا کی ہے.
فی الحال، کمپیکٹ فیوژن تجرباتی آلہ SPARC کی تھرمل طاقت 100 میگاواٹ ہے. اگرچہ حرارتی طاقت کو مکمل طور پر بجلی میں تبدیل نہیں کیا جاسکتا ہے، یہ 10 سیکنڈ نبض کے ساتھ ایک چھوٹے شہر کو طاقت کرنے کے لئے کافی ہے. آؤٹ پٹ توانائی ضروری پلازما توانائی کی حرارتی ہے. خالص توانائی کی پیداوار: دو بار، یہ فیوژن کے لئے ایک تکنیکی سنگ میل کو حاصل کرے گا.
آپ جانتے ہیں، ایٹمی فیوژن رد عمل حاصل کرنے کے لئے مشکل نہیں ہے، لیکن سب سے بڑا مسئلہ ان پٹ توانائی کہ ولی اور فیوژن رد عمل کی طرف سے جاری توانائی کی حد سے تجاوز کرنے کے لئے توانائی حاصل کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے کے مقابلے میں فیوژن ری ایکٹر توانائی کی پیداوار بڑھ کر ہے. یہ ایک pyrrhic ہے عمل.
SPARC کی بنیاد پر، سائنسدانوں دو بار تجارتی فیوژن ری ایکٹر کے ڈیزائن اور تعمیر کی حتمی مظاہرے ایک نئے جوہری بجلی گھر تعمیر بڑے کے طور پر، یہ کاروبار میں ایک خالص توانائی کی پیداوار حاصل کر سکتے ہیں، اور بننے کے قابل ہو جائے گا.
اس منصوبے کی دوسری پرت یہ ہے کہ یہ بڑے پیمانے پر بین الاقوامی تعاون کے منصوبے کے ITER کے اضافی مطالعہ بن جائے گا.
ٹیوٹر انٹرنیشنل تھرمونیکی تجرباتی ریکٹر (آئی ٹی آر) پروجیکٹ
ITER دنیا کے سب فیوژن تجرباتی آلہ، فی الحال جنوبی فرانس میں تعمیر کیا جا رہا ہے. کامیاب، ITER فیوژن پیداوار 2035 میں متوقع ہے تو کر سکتے ہیں، Hartwig تعارف کے مطابق، SPARC پیداوار طاقت ITER 1/5 ہے، لیکن یہ ہے سائز 1/65 ITER ہے.
توانائی کی مارکیٹ کو نیا تعاون ماڈل کی ضرورت ہے
دہائیوں کے لئے، فیوژن تحقیق کے لئے حکومت کی حمایت کے تحت، سائنسدانوں نے بہت سے پیشہ ورانہ تجربات جمع کیے ہیں. ان میں سے 1 971 سے 2016 تک ایم ایم او کی تحقیقاتی کام، یعنی الیکٹر سی سی موڈ اور دیگر تجربہ کار مطالعہ ہیں.
وائٹ، گرین والڈڈ اور ہارتوچ نے تحقیقات کے لئے یہ کام ان بنیادوں پر بھی کیا ہے جس میں تحقیقات کرنے کے لئے ایم ٹی آئی نے ایک اچھی طرح سے فنڈ اسٹارپیٹ کمپنی کے ساتھ تعاون کا انتخاب کیا ہے. اگرچہ ماحول نے ماحول کو بہتر بنانے میں فیوژن بنا دیا ہے، یہ وقت لیتا ہے، لیکن اس باہمی تعاون سے متعلق تحقیق کی وجہ سے مارکیٹ میں داخل ہونے کے لئے فیوژن کی ٹیکنالوجی کا وقت بہت کم ہوتا ہے.
ماضی میں، توانائی کی ابتدائی طور پر مارکیٹ میں نئی توانائی کی تکنیکوں کو لانے کیلئے توانائی کی ابتدائی طور پر کافی تحقیقاتی فنڈ کی ضرورت ہوتی ہے. ابتدائی سرمایہ کاری کے روایتی فارم اکثر طویل عرصے سے چلے گئے اور گھنے دارالحکومت میں مقابلہ کرتی ہیں جو توانائی سرمایہ کاروں سے واقف ہیں.
فیوژن رد عمل پیدا کرنے کے لئے ضروری خصوصی حالات کی وجہ سے، محققین کو ایک خاص پیمانے پر تحقیق کرنا ضروری ہے. اس وجہ سے، اس تعلیمی-صنعتی شراکت دار فیوژن ٹیکنالوجی کی تیز رفتار کو یقینی بنانا ضروری شرط ہے. یہ گیراج میں تین انجینئرز کے برعکس ہے. گرینواڈڈ نے کہا، 'اے پی پی کی تعمیر کرنے میں بہت آسان ہے.'
CFS کی طرف سے کئے گئے سرمایہ کاری کے پہلے مرحلے میں سے زیادہ تر ایم ایم ای کے نئے سپرکولیشن مقناطیسی مقابلوں کی تحقیق کے لئے استعمال کیا جائے گا. یقینا، ٹیم بھی اس بات کا یقین ہے کہ یہ ضروریات کو پورا کر کے میگیٹس کو کامیابی سے تیار کر سکتے ہیں.
گرینواڈڈ نے مزید کہا، '' یہ کہنا نہیں ہے کہ یہ ایک سادہ کام ہے. '' بہت سے محققین کو بہت زیادہ کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے. گرین والڈ نے بھی نشاندہی کی کہ ٹیم نے مطالعہ کرنے کے لئے سپر بریکٹ کرنے والی مواد کے ساتھ ایک مقناطیس بنایا ہے. دیگر منصوبوں میں، برقی مقناطیسی میدان دو بار ہے جو فیوژن ریکٹر کے لئے ضروری ہے. اگرچہ مقناطیس کا سائز چھوٹا ہے، تو یہ سپرپنچنگ مقناطیس تصور کی امکانات کی تصدیق کرتا ہے.
سی ایف ایس میں سرمایہ کاری کے علاوہ این این نے پی ایس ایف فیوژن ٹیکنالوجی جدت پسند لیبارٹری میں تحقیق کے منصوبوں کی حمایت کے لئے مائٹٹی کے ساتھ تعاون کا اعلان کیا. ان تحقیقاتی منصوبوں میں کل سرمایہ کاری 2 ملین امریکی ڈالر تک پہنچ جائے گی.
گرین والڈ نے کہا: 'ہماری حکمت عملی جسمانی SPARC ایک نیٹ توانائی کی پیداوار حاصل کرنے کے لئے، مطلوبہ مقاصد کو حاصل اگر پیمانے پاور پلانٹس پر حقیقت میں ایک قدامت پسند کے پروگرام کا استعمال کرتے ہوئے، اس طرح کے ایم آئی ٹی کے تحقیقی اداروں پر مبنی ہے، اس Jidi Huo کی کے ولی ہو جائے گا. جی وقت (کٹی ہاک لمحے، 1903 میں، کٹی ہاک، شمالی کیرولینا، طیارے کی پہلی پرواز کامیابی میں رائٹ برادران). '