Fusion ignition
ફ્યુઝન ઇગ્નીશન એ બિંદુ છે કે જેના પર પરમાણુ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા આત્મનિર્ભર બને છે. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે પ્રતિક્રિયા દ્વારા છોડવામાં આવતી ઊર્જા બળતણના જથ્થાને ઠંડું કરતાં વધુ ઝડપથી ગરમ કરે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ફ્યુઝન ઇગ્નીશન એ બિંદુ છે કે જેના પર પરમાણુ ફ્યુઝનની વધતી સ્વ-ગરમી બાહ્ય ગરમીની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે. આ લોસન માપદંડ દ્વારા માપવામાં આવે છે. ઇગ્નીશનને ફ્યુઝન એનર્જી ગેઇન ફેક્ટર દ્વારા પણ વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે. પ્રયોગશાળામાં, લોસન માપદંડ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત ફ્યુઝન ઇગ્નીશન સૌપ્રથમ ઓગસ્ટ 2021 માં પ્રાપ્ત થયું હતું, અને ઊર્જા લાભ પરિબળ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત ઇગ્નીશન ડિસેમ્બર 2022 માં પ્રાપ્ત થયું હતું, બંને યુ. એસ. નેશનલ ઇગ્નીશન ફેસિલિટી દ્વારા. સંશોધન ઇગ્નીશનને બ્રેકઈવન સાથે ભેળસેળ ન કરવી જોઈએ, એક સમાન ખ્યાલ જે બળતણને ગરમ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી કુલ ઊર્જાની સરખામણી કરે છે. મુખ્ય તફાવત એ છે કે બ્રેકઈવન આસપાસના નુકસાનની અવગણના કરે છે, જે બળતણને ગરમ કરવામાં ફાળો આપતા નથી, અને આમ પ્રતિક્રિયાને આત્મનિર્ભર બનાવવામાં સક્ષમ નથી. ફ્યુઝન ઊર્જા ક્ષેત્રમાં બ્રેકવેન એ એક મહત્વપૂર્ણ ધ્યેય છે, પરંતુ વ્યવહારુ ઊર્જા ઉત્પાદક ડિઝાઇન માટે ઇગ્નીશન જરૂરી છે. પ્રકૃતિમાં, તારાઓ સૂર્યની જેમ જ તાપમાન પર ઇગ્નીશન સુધી પહોંચે છે, લગભગ 15 મિલિયન કેલ્વિન (27 મિલિયન ડિગ્રી ફેરનહીટ). તારાઓ એટલા મોટા હોય છે કે ફ્યુઝન પ્રોડક્ટ્સ લગભગ હંમેશા પ્લાઝ્મા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરશે તે પહેલાં તેમની ઊર્જા તારાની બહારના પર્યાવરણમાં ખોવાઈ શકે છે. તેની સરખામણીમાં, માનવસર્જિત રિએક્ટર ઘણા ઓછા ગાઢ અને ઘણા નાના હોય છે, જે ફ્યુઝન ઉત્પાદનોને સરળતાથી બળતણમાંથી છટકી જવા દે છે. આને સરભર કરવા માટે, ફ્યુઝનના ઘણા ઊંચા દરની જરૂર પડે છે, અને આમ ખૂબ ઊંચા તાપમાનની જરૂર પડે છે; મોટાભાગના માનવસર્જિત ફ્યુઝન રિએક્ટર 100 મિલિયન કેલ્વિન (180 મિલિયન ડિગ્રી ફેરનહીટ) થી વધુ તાપમાન પર કામ કરવા માટે રચાયેલ છે. લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી તેની 1.8 એમ. જે. લેસર સિસ્ટમ ધરાવે છે જે સંપૂર્ણ શક્તિથી ચાલે છે. આ લેસર સિસ્ટમ ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રિટિયમના મિશ્રણને સંકુચિત કરવા અને ગરમ કરવા માટે રચાયેલ છે, જે બંને હાઇડ્રોજનના આઇસોટોપ છે, જેથી આઇસોટોપ્સને તેમના મૂળ કદના અપૂર્ણાંકમાં સંકુચિત કરી શકાય અને તેમને હિલીયમ અણુઓમાં ફ્યૂઝ કરી શકાય (પ્રક્રિયામાં ન્યુટ્રોન મુક્ત કરે છે). જાન્યુઆરી 2012માં, નેશનલ ઇગ્નીશન ફેસિલિટીના ડિરેક્ટર માઇક ડનએ ફોટોનિક્સ વેસ્ટ 2012ના પૂર્ણ પ્રવચનમાં આગાહી કરી હતી કે ઓક્ટોબર 2012 સુધીમાં એનઆઇએફ ખાતે ઇગ્નીશન પ્રાપ્ત થઈ જશે. 2022 સુધીમાં એન. આઈ. એફ. એ જડતા બંધન ફ્યુઝનની તકનીકનો ઉપયોગ કરીને ઇગ્નીશન હાંસલ કર્યું હતું, જેમાં પરમાણુ ઇંધણ ધરાવતા ગોળીની બહારના ભાગને એકરૂપ રીતે સંકુચિત કરવા માટે ઉચ્ચ-ઊર્જા લેસર્સનો ઉપયોગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે, જે ગોળીની અંદર ક્ષણિક રીતે વધેલી ઘનતાનો લાભ લે છે, જે હવે બળતણને સળગાવવા માટે અંદરની તરફ તૂટી પડવાની ફરજ પડે છે. અગાઉ, ઇગ્નીશન માત્ર ડિટોનેટિંગ થર્મોન્યુક્લિયર શસ્ત્રોના કોરમાં પ્રાપ્ત કરવામાં આવતું હતું, જે જડતા બંધન ફ્યુઝનનું બીજું સ્વરૂપ છે, જે (લેસરોને બદલે) પ્રક્રિયાને સળગાવવા માટે પરંપરાગત ફિશન (યુ-235 અથવા પુ-239/241) "સ્પાર્કપ્લગ" નો ઉપયોગ કરે છે. ટોકમક રિએક્ટર ડિઝાઇનના આધારે, આઇટીઇઆરનો હેતુ મોટાભાગે આંતરિક ફ્યુઝન હીટિંગ દ્વારા ફ્યુઝનને ટકાવી રાખવાનો અને તેના પ્લાઝ્મામાં પાવર પર દસ ગણું વળતર આપવાનો છે. બાંધકામ 2025 સુધીમાં પૂર્ણ થવાની ધારણા છે. કેએસટીએઆર ટોકમક કેન્દ્રએ તેમના રિએક્ટરના વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ સીમાચિહ્નો હાંસલ કર્યા છે. કોરિયન પ્રોજેક્ટ ITER માટે વિવેચનાત્મક રીતે સુસંગત છે. સપ્ટેમ્બર 2022માં, કે. એસ. ટી. એ. આર. ટોકમક ઓપરેશનલ નુકસાન સહન કર્યા વિના 30 સેકન્ડ માટે 100 મિલિયન ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાન સુધી પહોંચ્યું અને જાળવી રાખ્યું. નિષ્ણાતોનું માનવું છે કે ફ્યુઝન ઇગ્નીશન પ્રાપ્ત કરવું એ ફ્યુઝન પાવરનો ઉપયોગ કરીને વીજળી ઉત્પાદન તરફનું પ્રથમ પગલું છે. 2021 અને 2022 ઇગ્નીશન અહેવાલો કેલિફોર્નિયામાં લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી ખાતેની નેશનલ ઇગ્નીશન ફેસિલિટીએ 2021 માં અહેવાલ આપ્યો હતો કે તેણે 8 ઓગસ્ટ 2021 ના રોજ પ્રયોગશાળામાં ઇગ્નીશન શરૂ કર્યું હતું, જે ICF પ્રોગ્રામના 60 વર્ષથી વધુના ઇતિહાસમાં પ્રથમ વખત હતું. આ શોટથી 1.3 મેગાજૂલ ફ્યુઝન એનર્જી મળી, જે 2021ની વસંતઋતુમાં કરવામાં આવેલા પરીક્ષણો કરતાં 8 ગણો સુધારો દર્શાવે છે. એન. આઈ. એફ. નો અંદાજ છે કે લેસર 1.9 મેગાજૂલ ઊર્જા પૂરી પાડે છે, જેમાંથી 230 કિલોજૂલ ઇંધણ કેપ્સ્યૂલ સુધી પહોંચે છે. આ 0.7ના કુલ વૈજ્ઞાનિક ઊર્જા લાભ અને 6ના કેપ્સ્યૂલ ઊર્જા લાભને અનુરૂપ છે. જ્યારે પ્રયોગ નેશનલ એકેડેમી ઓફ સાયન્સ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત ઇગ્નીશનથી ઓછો પડ્યો-એક કરતાં વધુ કુલ ઊર્જા લાભ-આ ક્ષેત્રમાં કામ કરતા મોટાભાગના લોકોએ આ પ્રયોગને લોસન માપદંડ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત ઇગ્નીશનના પ્રદર્શન તરીકે જોયો. ઓગસ્ટ 2022માં, પ્રયોગના પરિણામોની પુષ્ટિ ત્રણ પીઅર-રીવ્યૂ પેપરમાં કરવામાં આવી હતીઃ એક ફિઝિકલ રીવ્યુ લેટર્સમાં અને બે ફિઝિકલ રીવ્યુ E. સમગ્ર 2022 દરમિયાન, NIF સંશોધકોએ ઓગસ્ટના પરિણામની નકલ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો અને નિષ્ફળ રહ્યા. જો કે, 13 ડિસેમ્બર 2022ના રોજ, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જીએ ટ્વિટર દ્વારા જાહેરાત કરી હતી કે 5 ડિસેમ્બરના રોજ એક પ્રયોગ ઓગસ્ટના પરિણામને વટાવી ગયો છે, જેણે 1.5 નો વૈજ્ઞાનિક લાભ હાંસલ કર્યો છે, જે નેશનલ એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસની ઇગ્નીશનની વ્યાખ્યાને વટાવી ગયો છે. બર્નિંગ પ્લાઝ્મા ઇનર્ટિઅલ કન્ફિનમેન્ટ ફ્યુઝન લેસર મેગાજૂલ પ્લાઝ્મા ભૌતિકશાસ્ત્રની યાદી પરમાણુ ફ્યુઝનની સમયરેખા સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ રાષ્ટ્રીય ઇગ્નીશન સુવિધા લેસર મેગાજૂલ ઇગ્નીશન