Lithium Tokamak Experiment
লিথিয়াম টোকামাক এক্সপেরিমেন্ট (এলটিএক্স) এবং এর পূর্বসূরি কারেন্ট ড্রাইভ এক্সপেরিমেন্ট-আপগ্রেড (সিডিএক্স-ইউ) হল প্রিন্সটন প্লাজমা ফিজিক্স ল্যাবরেটরিতে প্লাজমা-ফেসিং উপাদান (পিএফসি) হিসাবে তরল লিথিয়ামের অধ্যয়নের জন্য নিবেদিত যন্ত্র। পি. এফ. সি হিসাবে লিথিয়ামের উপকারিতা বাণিজ্যিক ফিউশন শক্তি বিকাশের জন্য চলমান গবেষণা বিষয়গুলির মধ্যে একটি হল চুল্লি জাহাজের প্লাজমা-মুখী অংশগুলির জন্য উপাদানের পছন্দ, যা প্রথম প্রাচীর নামেও পরিচিত। বেশিরভাগ চুল্লি উচ্চ ভ্যাকুয়ামের সমতুল্য কাজ করে এবং এইভাবে খালি অভ্যন্তরের বিরুদ্ধে চুম্বকের অভ্যন্তরীণ চাপ প্রতিরোধ করার জন্য উচ্চ-শক্তির উপকরণের প্রয়োজন হয়। বিভিন্ন ইস্পাত মিশ্রের মতো অন্যান্য রাসায়নিক ও পারমাণবিক প্রক্রিয়াগুলিতে সাধারণ উপকরণগুলি ব্যবহৃত হয়। দুর্ভাগ্যবশত, ফিউশন চুল্লিতে ব্যবহার করার সময় এই একই উপকরণগুলির বেশ কয়েকটি অসুবিধা রয়েছে। একটি বড় সমস্যা হল যে, যখন বেরিয়ে আসা ফিউশন জ্বালানি উপাদানটিকে আঘাত করে তখন এটি শীতল হয়ে যায়, কম তাপমাত্রায় জ্বালানির ভর ফিরে আসে এবং সামগ্রিকভাবে জ্বালানীকে শীতল করে। এটি "পুনর্ব্যবহারযোগ্য" হিসাবে পরিচিত। অন্যটি হল যে এই প্রতিক্রিয়াগুলি ধাতব পরমাণুগুলিকেও ছড়িয়ে দিতে পারে এবং তাদের উচ্চ পারমাণবিক ভর বা "উচ্চ-জেড"-এর কারণে, যখন এগুলি উত্তপ্ত হয় তখন এগুলি প্রচুর পরিমাণে এক্স-রে দেয় যা প্লাজমা জ্বালানীকেও শীতল করে। তরল লিথিয়াম পি. এফ. সি-র একটি আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্য হল এটি কার্যত পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্রক্রিয়াকে বাদ দেয়। এর কারণ হল লিথিয়ামের পারমাণবিক হাইড্রোজেনের সাথে উচ্চ রাসায়নিক বিক্রিয়াশীলতা রয়েছে, যা পরে পি. এফ. সি-তে ধরে রাখা হয়। উপরন্তু, লিথিয়ামের একটি কম পারমাণবিক সংখ্যা রয়েছে, জেড। এটি পি. এফ. সি উপাদান থেকে বিকিরণ দ্বারা সর্বনিম্ন সম্ভাব্য শক্তি হ্রাস দেয় যা প্লাজমায় শেষ হতে পারে, কারণ জেড বৃদ্ধির সাথে সাথে বিকিরণ দৃঢ়ভাবে বৃদ্ধি পায়। পরিশেষে, প্রবাহিত তরল লিথিয়াম সম্ভাব্যভাবে চুল্লির দেয়ালে প্রত্যাশিত উচ্চ শক্তির ঘনত্ব পরিচালনা করতে পারে। টোকামাক পারফরম্যান্স সমস্ত প্রধান টোকামাক কম পুনর্ব্যবহারযোগ্য পরিস্থিতিতে তাদের সেরা পারফরম্যান্স অর্জন করেছে। যদি একটি সম্পূর্ণ অ-পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্রাচীর অর্জন করা যায়, তবে তত্ত্বটি ভবিষ্যদ্বাণী করে যে চৌম্বকীয় বন্দিদশার মৌলিক প্রকৃতি পরিবর্তিত হবে। তাপমাত্রা এবং ঘনত্ব প্রোফাইল, এবং প্লাজমা কারেন্ট বিতরণ, সম্ভাব্যভাবে ক্ষতিকারক প্লাজমা অস্থিরতা দূর করবে। উপরন্তু, শক্তি এবং কণাগুলির ক্ষতির কারণ পরিবহণ প্রক্রিয়াগুলি হ্রাস পাবে এবং উচ্চ শক্তি সীমাবদ্ধতার সাথে প্লাজমার ফলাফল হতে পারে। সিডিএক্স-ইউ 2000 থেকে 2005 সাল পর্যন্ত পিপিপিএল-এ কাজ করে। বড় আয়তনের তরল লিথিয়াম পিএফসি-র প্রথম পরীক্ষা হিসাবে, সিডিএক্স-ইউ-এর ভ্যাকুয়াম চেম্বারের নীচে লিথিয়াম ধারণ করার জন্য একটি টরয়েডাল ট্রে ছিল। এমনকি এই আংশিক অ-পুনর্ব্যবহারযোগ্য পি. এফ. সি-র ক্ষেত্রেও, প্লাজমা কার্যকারিতার ক্ষেত্রে বড় ধরনের উন্নতি পাওয়া গেছে। অমেধ্য হ্রাস করা হয়েছিল এবং 2005 সালে শক্তি বন্দিদশায় একটি নাটকীয় উন্নতি (x6) লক্ষ্য করা গেছে। সিডিএক্স-ইউ-কে এলটিএক্সে রূপান্তর করা আরও সম্পূর্ণ অ-পুনর্ব্যবহারযোগ্য পিএফসি অর্জনের জন্য, সিডিএক্স-ইউ ভ্যাকুয়াম ভেসেলটি তার ভিতরে একটি উত্তপ্ত অভ্যন্তরীণ শেল স্থাপনের জন্য বিচ্ছিন্ন করা হয়েছিল। সিডিএক্স-ইউ-কে এলটিএক্সে রূপান্তরিত করার জন্য এটি একটি বড় পদক্ষেপ ছিল। 2008 সালে এল. টি. এক্স-এর প্রথম প্লাজমা ছিল এবং 2010 সালে লিথিয়াম প্রাচীরের আবরণ দিয়ে প্রথম চালানো হয়েছিল। নির্মাণ শেলটি 3/8 ইঞ্চি তামার চাদর দিয়ে তৈরি করা হয়েছিল, যার সাথে একটি স্টেইনলেস স্টিলের লাইনার বিস্ফোরকভাবে বাঁধা ছিল। অভ্যন্তরীণ এলটিএক্স শেলের স্টেইনলেস স্টিলের প্লাজমা-মুখী পৃষ্ঠটি একটি ইলেক্ট্রন বিম বাষ্পীভবন ব্যবহার করে শটগুলির মধ্যে লিথিয়াম দিয়ে আবৃত করা হবে। শেলের তাপমাত্রা লিথিয়ামের গলনাঙ্কের উপরে রেখে, এলটিএক্স পিএফসি এলাকার 90 শতাংশ (~ 5 মি2) অ-পুনর্ব্যবহারযোগ্য তরল লিথিয়াম নিয়ে গঠিত হবে। LTX-β 2016 থেকে 2019 পর্যন্ত LTX কে LTX-β-তে উন্নীত করা হয়েছিল। এই উন্নতিকরণ চৌম্বক ক্ষেত্রকে প্রায় দুই তৃতীয়াংশ বৃদ্ধি করে এবং 500 কিলোওয়াট নিউট্রাল বিম ইনজেক্টর হিটিং যোগ করে। উন্নত সুবিধা থেকে প্রথম ফলাফল 2020 সালের আগস্টে রিপোর্ট করা হয়েছিল। তথ্যসূত্র টোকামাকস লিথিয়াম প্রিন্সটন প্লাজমা ফিজিক্স ল্যাবরেটরি