Lattice confinement fusion
લેટીસ કન્ફિનેમેન્ટ ફ્યુઝન (એલ. સી. એફ.) એ એક પ્રકારનું પરમાણુ ફ્યુઝન છે જેમાં ડ્યુટેરોન-સેચ્યુરેટેડ ધાતુઓ ગામા કિરણોત્સર્ગ અથવા આયન બીમના સંપર્કમાં આવે છે, જેમ કે આઇ. ઇ. સી. ફ્યુઝરમાં, ફ્યુઝનની અન્ય પદ્ધતિઓમાં ઉપયોગમાં લેવાતા મર્યાદિત ઉચ્ચ-તાપમાનના વાયુઓને ટાળે છે. 2020 માં, ઊંડા-અવકાશ સંશોધન મિશન માટે નવા ઉર્જા સ્ત્રોતની શોધ કરતી નાસાના સંશોધકોની ટીમે ધાતુના ઘન અણુઓ વચ્ચેના અવકાશમાં પરમાણુ ફ્યુઝનને ટ્રિગર કરવાની પદ્ધતિનું વર્ણન કરતું પ્રથમ પેપર પ્રકાશિત કર્યું, જે સ્ક્રીનીંગ ફ્યુઝનનું ઉદાહરણ છે. આ પ્રયોગોએ આત્મનિર્ભર પ્રતિક્રિયાઓ ઉત્પન્ન કરી ન હતી અને ઇલેક્ટ્રોન સ્ત્રોત પોતે ઊર્જાસભર રીતે ખર્ચાળ હતો. તકનીક પ્રતિક્રિયાને ડ્યુટેરિયમ દ્વારા સંચાલિત કરવામાં આવે છે, જે એક પ્રોટોન, એક ન્યુટ્રોન અને એક ઇલેક્ટ્રોનથી બનેલું વ્યાપકપણે ઉપલબ્ધ બિન-કિરણોત્સર્ગી હાઇડ્રોજન આઇસોટોપ છે. ડ્યુટેરિયમ એર્બિયમ અથવા ટાઇટેનિયમ જેવા ધાતુના ઘન અણુઓ વચ્ચેની જગ્યામાં મર્યાદિત હોય છે. એરબિયમ ઓરડાના તાપમાને અનિશ્ચિત સમય માટે 1023 સે. મી.-3 ડ્યુટેરિયમ પરમાણુઓ (ડ્યુટેરોન) જાળવી શકે છે. ડ્યુટેરોન-સંતૃપ્ત ધાતુ એકંદર તટસ્થ પ્લાઝ્મા બનાવે છે. ધાતુની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા એ શક્યતાને ઘટાડે છે કે બે ડ્યુટેરિયમ ન્યુક્લિયસ એકબીજાને દૂર કરશે કારણ કે તેઓ એકબીજાની નજીક આવે છે. ડાયનેમિટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન-બીમ પ્રવેગક એક ઇલેક્ટ્રોન બીમ ઉત્પન્ન કરે છે જે ટેન્ટેલમ લક્ષ્યને ફટકારે છે અને ગામા કિરણો ઉત્પન્ન કરે છે, જે ટાઇટેનિયમ ડ્યુટેરાઇડ અથવા એરબિયમ ડ્યુટેરાઇડનું વિકિરણ કરે છે. આશરે 2.2 મેગા ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટ (એમઇવી) નું ગામા કિરણ ડ્યુટેરોન પર પ્રહાર કરે છે અને તેને પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનમાં વિભાજિત કરે છે. ન્યુટ્રોન અન્ય ડ્યુટેરોન સાથે અથડાય છે. આ બીજું, ઊર્જાસભર ડ્યુટેરોન સ્ક્રીનીંગ ફ્યુઝન અથવા સ્ટ્રિપિંગ પ્રતિક્રિયાનો અનુભવ કરી શકે છે. જો કે જાળી કલ્પનાત્મક રીતે ઓરડાના તાપમાને હોય છે, એલ. સી. એફ. જાળીની અંદર ઊર્જાસભર વાતાવરણ બનાવે છે જ્યાં વ્યક્તિગત અણુ ફ્યુઝન-સ્તરની ઊર્જા પ્રાપ્ત કરે છે. ગરમ પ્રદેશો માઇક્રોમીટર સ્કેલ પર બનાવવામાં આવે છે. સ્ક્રીનીંગ ફ્યુઝન ઊર્જાસભર ડ્યુટેરોન અન્ય ડ્યુટેરોન સાથે ફ્યુઝ થાય છે, જે 3-હિલીયમ ન્યુક્લિયસ અને ન્યુટ્રોન અથવા 3-હાઇડ્રોજન ન્યુક્લિયસ અને પ્રોટોન પેદા કરે છે. આ ફ્યુઝન પ્રોડક્ટ્સ અન્ય ડ્યુટેરોન સાથે ફ્યુઝ થઈ શકે છે, આલ્ફા કણ બનાવી શકે છે, અથવા અન્ય 3-હિલીયમ અથવા 3-હાઇડ્રોજન ન્યુક્લિયસ સાથે. દરેક ઊર્જા મુક્ત કરે છે, પ્રક્રિયા ચાલુ રાખે છે. સ્ટ્રિપિંગ પ્રતિક્રિયા સ્ટ્રિપિંગ પ્રતિક્રિયામાં, ધાતુ ત્વરિત ડ્યુટેરોનમાંથી ન્યુટ્રોનને સ્ટ્રિપ કરે છે અને તેને ધાતુ સાથે ફ્યુઝ કરે છે, જેનાથી ધાતુનું એક અલગ આઇસોટોપ મળે છે. જો ઉત્પાદિત ધાતુના આઇસોટોપ કિરણોત્સર્ગી હોય, તો તે અન્ય તત્વમાં ક્ષીણ થઈ શકે છે, પ્રક્રિયામાં આયનીકરણ કિરણોત્સર્ગના સ્વરૂપમાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે. પેલેડિયમ-સિલ્વર એ સંબંધિત તકનીક પેલેડિયમ-સિલ્વર એલોય ટ્યુબિંગની દિવાલમાંથી ડ્યુટેરિયમ ગેસને પંપ કરે છે. પેલેડિયમ ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક રીતે ડ્યુટેરિયમથી ભરેલું હોય છે. કેટલાક પ્રયોગોમાં આ ઝડપી ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન કરે છે જે વધુ પ્રતિક્રિયાઓ પેદા કરે છે. અન્ય પ્રયોગકર્તાઓ (ફ્રાલિક એટ અલ) એ પણ આ પ્રણાલી દ્વારા ઉત્પન્ન થતી વિસંગત ગરમીનો દાવો કર્યો હતો. અન્ય ફ્યુઝન તકનીકો સાથે સરખામણી પાયરોઇલેક્ટ્રિક ફ્યુઝન અગાઉ એરબિયમ હાઇડ્રાઇડ્સમાં જોવા મળ્યું છે. પાયરોઇલેક્ટ્રિક સ્ફટિકો દ્વારા પેદા થતા ડ્યુટેરિયમ આયનોની ઉચ્ચ-ઊર્જા બીમ સ્થિર, ઓરડાના તાપમાન અથવા લક્ષ્ય પર નિર્દેશિત કરવામાં આવી હતી, અને ફ્યુઝન જોવા મળ્યું હતું. અગાઉના ફ્યુઝન સંશોધનમાં, જેમ કે જડતા બંધન ફ્યુઝન (ICF), દુર્લભ ટ્રિટિયમ જેવા બળતણને નેનો-સેકન્ડ અંતરાલ માટે ઉચ્ચ દબાણને આધિન કરવામાં આવે છે, જે ફ્યુઝનને ટ્રિગર કરે છે. મેગ્નેટિક કન્ફિનમેન્ટ ફ્યુઝન (એમ. સી. એફ.) માં, બળતણને પ્લાઝ્મામાં સૂર્યના કેન્દ્ર કરતાં ઘણા વધારે તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે. એલ. સી. એફ. માં, ફ્યુઝન માટે પૂરતી પરિસ્થિતિઓ ધાતુના જાળીમાં બનાવવામાં આવે છે જે ઉચ્ચ-ઊર્જા ફોટોનના સંપર્ક દરમિયાન આસપાસના તાપમાન પર રાખવામાં આવે છે. ICF ઉપકરણો ક્ષણિક રીતે 1026 cc−1ની ઘનતા સુધી પહોંચે છે, જ્યારે એમસીએફ ઉપકરણો ક્ષણિક રીતે 1014 સુધી પહોંચે છે. જાળીની કેદની ફ્યુઝન માટે ઊર્જાસભર ડ્યુટેરોનની જરૂર પડે છે અને તેથી તે કોલ્ડ ફ્યુઝન નથી. જાળી બંધન ફ્યુઝનનો ઉપયોગ ફર્ન્સવર્થ-હિર્શ ફ્યુઝર જેવા જડતા વિદ્યુતસ્થૈતિક ફ્યુઝન ઉપકરણોની કેથોડ ઇંધણ ઘનતા વધારવા માટેની પદ્ધતિ તરીકે થાય છે. આનાથી ફ્યુઝન ઘટનાઓ થવાની સંભાવના વધે છે અને તેથી કિરણોત્સર્ગનું ઉત્પાદન થાય છે. એપ્લિકેશન્સમાં જ્યાં ફ્યુઝર્સનો ઉપયોગ એક્સ-રે, ન્યુટ્રોન અથવા પ્રોટોન રેડિયેશન સ્રોત તરીકે થાય છે, ત્યાં જાળીની બંધન ફ્યુઝન ઉપકરણની ઊર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. જડતા બંધન ફ્યુઝન મેગ્નેટાઇઝ્ડ ટાર્ગેટ ફ્યુઝન પાયરોઇલેક્ટ્રિક ફ્યુઝન જડતા વિદ્યુતસ્થૈતિક બંધન સંદર્ભો પરમાણુ સંલયન પરમાણુ સંલયન પ્રતિક્રિયાઓ નાસા સંશોધન કેન્દ્રો અવકાશ સંશોધન