Theta pinch
થીટા-પિંચ અથવા θ-પિંચ એ ફ્યુઝન પાવર રિએક્ટર ડિઝાઇનનો એક પ્રકાર છે. આ નામ રિએક્ટરમાં પ્લાઝ્મા ઇંધણને મર્યાદિત કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રવાહોના રૂપરેખાંકનનો સંદર્ભ આપે છે, જે ધ્રુવીય સંકલન આકૃતિઓમાં સામાન્ય રીતે થીટા તરીકે દર્શાવવામાં આવતી દિશામાં નળાકારની આસપાસ દોડવા માટે ગોઠવાયેલ છે. આ નામ તેને પિંચ અસરના આધારે મશીનોથી અલગ પાડવા માટે પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું જે સિલિન્ડરની મધ્યમાં ચાલતા તેમના પ્રવાહોને ગોઠવે છે; આ કાર્ટેશિયન કોઓર્ડિનેટ્સમાં ઝેડ-અક્ષનો ઉલ્લેખ કરતા ઝેડ-પિંચ મશીનો તરીકે જાણીતા બન્યા હતા. થીટા-પિંચ મુખ્યત્વે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં વિકસાવવામાં આવી હતી, મોટે ભાગે લોસ એલામોસ નેશનલ લેબોરેટરી (LANL) ખાતે સ્કાયલા તરીકે ઓળખાતા મશીનોની શ્રેણીમાં. 1958 માં, સ્કાયલા I એ પ્રથમ મશીન હતું જેણે નિયંત્રિત રીતે ડ્યુટેરિયમની થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ સ્પષ્ટપણે દર્શાવી હતી. તે 1960ના દાયકા દરમિયાન ફ્યુઝન સંશોધનની મુખ્ય રેખાઓમાંની એક બની ગઈ હતી. જનરલ ઇલેક્ટ્રિક અને નેવલ રિસર્ચ લેબોરેટરીએ પણ આ ખ્યાલ સાથે પ્રયોગ કર્યો હતો અને બાદમાં ઘણી આંતરરાષ્ટ્રીય પ્રયોગશાળાઓ કરી હતી. સ્કાયલા IV દ્વારા મશીનોની શ્રેણીને આવરી લેવામાં આવી હતી, જેણે 80 મિલિયન કેલ્વિન જેટલું ઊંચું તાપમાન દર્શાવ્યું હતું, જે સળગતા પ્લાઝમાને ટકાવી રાખવા માટે પૂરતું હતું. આ દોડ દરમિયાન, સ્કાયલા IV એ અબજો ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ ઉત્પન્ન કરી હતી. સ્કાયલા મશીનોએ પણ થોડા માઇક્રોસેકન્ડ્સના ક્રમમાં ખૂબ જ નબળો કેદનો સમય દર્શાવ્યો હતો. એવું માનવામાં આવતું હતું કે આ રેખીય નળીઓના છેડા પરના નુકસાનને કારણે હતું. સ્કાયલેક (સ્કાયલા-ક્લોઝ્ડ) ની રચના ટોરોઇડલ સંસ્કરણનું પરીક્ષણ કરવા માટે કરવામાં આવી હતી જે કેદમાં હજાર ગણો સુધારો કરશે. ડિઝાઇનની ભૂલને કારણે સ્કાયલેક તેની ઇચ્છિત કામગીરીની નજીક ક્યાંય પણ આવી શક્યું ન હતું અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ એટોમિક એનર્જી કમિશને ટોકમક અને ચુંબકીય અરીસા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે 1977માં કાર્યક્રમ બંધ કરી દીધો હતો. 1970ના દાયકાથી થીટામાં રસનો અભાવ ફિલ્ડ-રિવર્સ રૂપરેખાંકન અથવા એફઆરસી તરીકે ઓળખાતી ડિઝાઇનની વિવિધતાને કારણે છે, જેમાં નોંધપાત્ર સંશોધન જોવા મળ્યું છે. આ સંસ્કરણમાં, પ્રેરિત ચુંબકીય ક્ષેત્રોને બંધ સ્વરૂપ લેવા માટે પ્રેરિત કરવામાં આવે છે જે વધુ સારી રીતે બંધન આપે છે. તફાવતો એટલા પૂરતા છે કે એફ. આર. સી. ને એક અલગ ખ્યાલ માનવામાં આવે છે. તેવી જ રીતે, થીટા-પિંચ ઘણીવાર ચુંબકીય લક્ષ્ય ફ્યુઝન પ્રણાલીઓમાં જોવા મળે છે, પરંતુ આ પણ મૂળ ખ્યાલથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે. ફ્યુઝનની મૂળભૂત બાબતો ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન ત્યારે થાય છે જ્યારે ન્યુક્લિયસ, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન, પરમાણુ બળ માટે તેમને એક મોટા ન્યુક્લિયસમાં એકસાથે ખેંચવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં નજીક આવે છે. આ ક્રિયાના વિરોધમાં સ્થિરવિદ્યુત બળ છે, જે પ્રોટોન જેવા સમાન ચાર્જવાળા વિદ્યુત ચાર્જ કણોને એકબીજાને દૂર કરવા માટેનું કારણ બને છે. ફ્યુઝ કરવા માટે, કણો આ કુલમ્બ અવરોધને દૂર કરવા માટે પૂરતી ઝડપથી મુસાફરી કરતા હોવા જોઈએ. ન્યુક્લિયર બળ ન્યુક્લિયસની સંખ્યા સાથે વધે છે, અને જ્યારે ન્યુક્લિયસમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા મહત્તમ થાય છે ત્યારે કુલમ્બ અવરોધ ઓછો થાય છે, જે વધારાના ન્યુટ્રોન સાથે હાઇડ્રોજન અને હિલીયમ જેવા હળવા તત્વોના આઇસોટોપ માટે મહત્તમ ફ્યુઝન દર તરફ દોરી જાય છે. શાસ્ત્રીય વિદ્યુતચુંબકીયતાનો ઉપયોગ કરીને, કુલમ્બ અવરોધને દૂર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા પ્રચંડ હશે. 1920 ના દાયકા દરમિયાન ગણતરીઓ નોંધપાત્ર રીતે બદલાઈ ગઈ કારણ કે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના નવા વિજ્ઞાનની શોધ કરી હતી. ક્વોન્ટમ ટનલિંગ પર જ્યોર્જ ગામોના 1928 ના પેપરમાં દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ શાસ્ત્રીય સિદ્ધાંતની આગાહી કરતાં ઘણી ઓછી ઊર્જા પર થઈ શકે છે. આ નવા સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને, 1929માં ફ્રિટ્ઝ હોટરમેન્સ અને રોબર્ટ એટકિન્સને દર્શાવ્યું હતું કે સૂર્યના કેન્દ્રમાં અપેક્ષિત પ્રતિક્રિયા દર આર્થર એડિંગ્ટનના 1920ના સૂચનને સમર્થન આપે છે કે સૂર્ય ફ્યુઝન દ્વારા સંચાલિત છે. 1934 માં, માર્ક ઓલિફન્ટ, પોલ હાર્ટેક અને અર્નેસ્ટ રધરફર્ડ પૃથ્વી પર ફ્યુઝન હાંસલ કરનારા પ્રથમ હતા, ડ્યુટેરિયમ, લિથિયમ અને અન્ય તત્વો ધરાવતી ધાતુની વરખમાં ડ્યુટેરિયમ ન્યુક્લિયસને શૂટ કરવા માટે કણ પ્રવેગકનો ઉપયોગ કરીને. આનાથી તેમને વિવિધ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓના પરમાણુ ક્રોસ સેક્શનને માપવાની મંજૂરી મળી, અને નક્કી કર્યું કે ડ્યુટેરિયમ-ડ્યુટેરિયમ પ્રતિક્રિયા સૌથી ઓછી ઊર્જા પર થાય છે, જે લગભગ 100,000 ઇલેક્ટ્રોનવોલ્ટ (100 કેવી) પર પહોંચે છે. આ ઊર્જા લગભગ 10 અબજ કેલ્વિન (કે) સુધી ગરમ થયેલા ગેસમાં કણોની સરેરાશ ઊર્જાને અનુરૂપ છે. થોડા હજાર K થી વધુ ગરમ પદાર્થો તેમના ઇલેક્ટ્રોન અને ન્યુક્લિયસમાં વિખેરાઈ જાય છે, જે પ્લાઝ્મા તરીકે ઓળખાતી દ્રવ્યની ગેસ જેવી સ્થિતિ ઉત્પન્ન કરે છે. કોઈપણ ગેસમાં કણોની ઊર્જાની વિશાળ શ્રેણી હોય છે, જે સામાન્ય રીતે મેક્સવેલ-બોલ્ટ્ઝમેન આંકડાઓને અનુસરે છે. આવા મિશ્રણમાં, કણોની થોડી સંખ્યામાં બલ્ક કરતાં ઘણી વધારે ઊર્જા હશે. આ એક રસપ્રદ શક્યતા તરફ દોરી જાય છે; સરેરાશ તાપમાન 100 કે. વી. થી નીચે હોવા છતાં, વાયુની અંદરના કેટલાક કણોમાં અનિયમિત રીતે ફ્યુઝનમાંથી પસાર થવા માટે પૂરતી ઊર્જા હશે. આ પ્રતિક્રિયાઓ વિશાળ માત્રામાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે. જો તે ઊર્જાને પ્લાઝ્મામાં પાછી મેળવી શકાય, તો તે અન્ય કણોને પણ તે ઊર્જામાં ગરમ કરી શકે છે, જે પ્રતિક્રિયાને આત્મનિર્ભર બનાવે છે. 1944માં, એનરિકો ફર્મીએ ગણતરી કરી હતી કે ડ્યુટેરિયમ-ટ્રિટિયમ ઇંધણ માટે આ લગભગ 50 મિલિયન કેલ્વિન હશે. આ સંભાવનાનો લાભ લેવા માટે બળતણ પ્લાઝમાને લાંબા સમય સુધી એકસાથે રાખવાની જરૂર છે જેથી આ અવ્યવસ્થિત પ્રતિક્રિયાઓ થવામાં સમય હોય. કોઈપણ ગરમ ગેસની જેમ, પ્લાઝ્મામાં આંતરિક દબાણ હોય છે અને તેથી તે આદર્શ વાયુ નિયમ અનુસાર વિસ્તરણ કરવા માંગે છે. ફ્યુઝન રિએક્ટર માટે, સમસ્યા એ છે કે પ્લાઝમાને આ દબાણ સામે રાખવામાં આવે છે; કોઈપણ જાણીતો પદાર્થ આ તાપમાને ઓગળી જશે. કારણ કે તેમાં મુક્ત રીતે ફરતા ચાર્જ કણો હોય છે, તેથી પ્લાઝ્મા વિદ્યુત વાહક હોય છે. આ તેને વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોને આધિન બનાવે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, ઇલેક્ટ્રોન અને કેન્દ્રક ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓની પરિક્રમા કરે છે. એક સરળ બંધન પ્રણાલી એ પ્લાઝ્માથી ભરેલી નળી છે જે સોલેનોઇડના ખુલ્લા કોરની અંદર મૂકવામાં આવે છે. પ્લાઝ્મા કુદરતી રીતે ટ્યુબની દિવાલો સુધી બહારની તરફ વિસ્તરણ કરવા માંગે છે, તેમજ તેની સાથે અંત તરફ આગળ વધવા માંગે છે. સોલેનોઇડ ટ્યુબના કેન્દ્રની નીચે ચાલતા ચુંબકીય ક્ષેત્રનું નિર્માણ કરે છે, જેની ભ્રમણકક્ષા કણો કરશે, જે બાજુઓ તરફની તેમની ગતિને અટકાવશે. કમનસીબે, આ વ્યવસ્થા ટ્યુબની લંબાઈ સાથે પ્લાઝમાને મર્યાદિત કરતી નથી, અને પ્લાઝ્મા છેડાથી બહાર વહેવા માટે મુક્ત છે. શુદ્ધ પ્રાયોગિક મશીન માટે, નુકસાન એ એક મોટી સમસ્યા હોવી જરૂરી નથી, પરંતુ ઉત્પાદન પ્રણાલીએ આ અંતિમ નુકસાનને દૂર કરવું પડશે. પિંચ અસર ફ્યુઝન પ્રોગ્રામના શરૂઆતના દિવસોમાં, ત્રણ ડિઝાઇન ઝડપથી ઉભરી આવી હતી જેણે આ મુદ્દાઓને સંબોધિત કર્યા હતા. તારામંડળ કંઈક અંશે જટિલ ઉપકરણ હતું પરંતુ તેમાં કેટલાક આકર્ષક ગુણો હતા. ચુંબકીય અરીસો અને ચપટી અસર ઉપકરણો નાટ્યાત્મક રીતે સરળ હતા, પહેલામાં સુધારેલા સોલેનોઇડનો સમાવેશ થાય છે અને બાદમાં અસરકારક રીતે ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પનું ઉચ્ચ-શક્તિ સંસ્કરણ છે. પિંચ, ખાસ કરીને, કેદની સમસ્યાનો અત્યંત સરળ ઉકેલ લાગતો હતો, અને યુએસ, યુકે અને યુએસએસઆરની પ્રયોગશાળાઓમાં સક્રિયપણે અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો હતો. જેમ જેમ આ મશીનોને ઉચ્ચ કેદ સ્તરે પરીક્ષણ કરવાનું શરૂ થયું તેમ, એક નોંધપાત્ર સમસ્યા ઝડપથી સ્પષ્ટ થઈ ગઈ. જ્યારે પ્રવાહ લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો અને પ્લાઝ્માએ એક સ્તંભમાં નીચે ચપટી કરવાનું શરૂ કર્યું હતું, ત્યારે તે અસ્થિર બની જાય છે, આસપાસ ફરે છે અને આખરે ટ્યુબની બાજુઓ પર અથડાય છે. ટૂંક સમયમાં જ સમજાયું કે આ ગેસની ઘનતામાં થોડો તફાવત હોવાને કારણે છે; જ્યારે સ્રાવ લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારે જે વિસ્તારોમાં ઘનતા થોડી વધારે હતી ત્યાં વધુ વિદ્યુતપ્રવાહ હશે અને આમ વધુ ચુંબકીય દબાણ હશે. આ તે વિસ્તારને વધુ ઝડપથી કચડી નાખવાનું કારણ બનશે, વધુ ઘનતા વધારશે, અને "કિંક" તરીકે ઓળખાતી સાંકળ-પ્રતિક્રિયાએ તેને કેદ વિસ્તારમાંથી બહાર કાઢવા માટે મજબૂર કર્યો. 1950ના દાયકાની શરૂઆતમાં આ તમામ પ્રયાસો ગુપ્ત હતા. આ 1956 માં સમાપ્ત થયું જ્યારે સોવિયેત અણુ બોમ્બ પ્રયાસના નિર્દેશક આઇગોર કુરચાતોવે તેમના યુકેના સમકક્ષો સાથે વાત કરવાની રજૂઆત કરી. દરેકને આશ્ચર્યચકિત કરવા માટે, કુર્ચાટોવે સોવિયેત ફ્યુઝન પ્રોગ્રામની રૂપરેખા આપી હતી, જેમાં મોટે ભાગે રેખીય પિન્ચ અને પ્લાઝ્માની સ્થિરતા સાથે તેઓ જે મોટી સમસ્યાઓ અનુભવી રહ્યા હતા તે વિશે વાત કરી હતી. અંગ્રેજો પહેલેથી જ જાણતા હતા કે યુ. એસ. ને પણ આવી જ સમસ્યાઓ છે અને તેમની પોતાની પણ છે. હવે એવું લાગતું હતું કે ફ્યુઝન માટે કોઈ ઝડપી માર્ગ નથી, અને સમગ્ર ક્ષેત્રને વર્ગીકૃત કરવાનો પ્રયાસ વિકસાવવામાં આવ્યો હતો. ત્રણેય દેશોએ 1958માં જીનીવામાં બીજી એટમ્સ ફોર પીસ મીટિંગમાં તેમનું સંશોધન બહાર પાડ્યું હતું. થીટા પિંચ પિંચ મશીનોમાં જોવા મળતી સ્થિરતાની સમસ્યાઓને ઉકેલવાનો એક અભિગમ "ઝડપી પિંચ" નો ખ્યાલ હતો. આ અભિગમમાં, ચપટી પેદા કરતો વિદ્યુત પ્રવાહ એક સંક્ષિપ્ત વિસ્ફોટમાં લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો. વિસ્ફોટ એટલો ટૂંકો હતો કે સમગ્ર પ્લાઝ્મા તૂટી પડ્યો, તેના બદલે માત્ર બાહ્ય સ્તરો સંકુચિત થયા હતા, અને એટલી ઝડપથી કે આઘાતનું મોજું રચાયું હતું. ધ્યેય આ આઘાત તરંગનો ઉપયોગ સામાન્ય ચપટીને બદલે પ્લાઝમાને સંકુચિત કરવા માટે કરવાનો હતો જેણે સમગ્ર પ્લાઝ્મા સ્તંભને તોડી પાડવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો. અરીસો અને તારામંડળે તેમના પ્લાઝમાને કોઈ મોટી માત્રામાં સંકુચિત કર્યું ન હતું, અને સ્થિરતાની સમસ્યાઓથી પીડાતા હોય તેવું લાગતું ન હતું. જો કે, આ ઉપકરણોમાં વ્યવહારુ સમસ્યા હતી. પિંચ સિસ્ટમમાં, પ્લાઝ્માના પતનને કારણે તે ગરમ થઈ ગયું હતું, જેનો અર્થ એ થયો કે પ્રવાહ એ બંધન બળ તેમજ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ શરૂ કરવા માટે જરૂરી ગરમી બંને પ્રદાન કરે છે. અન્ય ઉપકરણો સાથે, ગરમીના કેટલાક બાહ્ય સ્રોતોની જરૂર પડશે. લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી (એલ. એલ. એન. એલ.) ખાતે યુ. એસ. મિરર પ્રોગ્રામના નેતા રિચાર્ડ પોસ્ટે અરીસાઓની શ્રેણીનું નિર્માણ કર્યું હતું જેમાં પ્લાઝમાને સંકુચિત કરવા માટે બાહ્ય ચુંબકનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. નેવલ રિસર્ચ લેબોરેટરી (એન. આર. એલ.) ખાતે, એલન કોલ્બે મિરર કમ્પ્રેશન ખ્યાલ જોયો અને તેને ઝડપી ચપટી અભિગમના આંચકા સંકોચન સાથે જોડવાનો વિચાર લાવ્યો, જેનાથી બંનેના ફાયદા મેળવ્યા. તેમની પ્રથમ વિભાવનામાં બંને છેડે ધાતુની વીંટીવાળા અરીસાનો સમાવેશ થતો હતો. એકવાર અરીસામાં પ્લાઝ્મા રચાઈ ગયા પછી, બે રિંગ્સમાં પ્રવાહનો એક પ્રચંડ વિસ્ફોટ મોકલવામાં આવ્યો હતો. ટ્યુબના બંને છેડે ઝડપી ચપટી મારવાનો વિચાર હતો, જેનાથી આઘાત તરંગો પેદા થાય છે જે અંદરની તરફ આગળ વધે છે અને અરીસાની મધ્યમાં મળે છે. જેમ જેમ તેઓ આ ડિઝાઇનને ધ્યાનમાં લેતા, એક સંપૂર્ણપણે નવો અભિગમ રજૂ થયો. આ સંસ્કરણમાં, ચપટીને ટ્યુબની આસપાસ એકવાર વીંટાળેલી તાંબાની એક પહોળી શીટ દ્વારા પ્રેરિત કરવામાં આવી હતી. જ્યારે સક્રિય થાય છે, ત્યારે પ્રવાહ ટ્યુબની બહારની આસપાસ વહે છે, જમણા ખૂણા પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, જે ટ્યુબની લાંબી ધરી નીચે ચાલે છે. આ ક્ષેત્ર, બદલામાં, પ્લાઝમાની બહાર, અથવા "સીમા ક્ષેત્ર" ની આસપાસ વહેતા પ્રવાહને પ્રેરિત કરે છે. લેન્ઝના નિયમ અનુસાર, આ પ્રવાહ તે દિશામાં હશે જે તેને બનાવનારની વિરુદ્ધ દિશામાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. આની અસર પ્લાઝ્મામાંથી મૂળ ક્ષેત્રને તાંબાની ચાદરમાં રહેલા ક્ષેત્ર તરફ ધકેલવાની હતી. તે પ્લાઝ્મા અને કન્ટેનરની દિવાલ વચ્ચેના વિસ્તારમાં આ બે ક્ષેત્રો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હતી જેણે પ્લાઝમાને પિન કરનાર આંતરિક-ડ્રાઇવિંગ બળ બનાવ્યું હતું. કારણ કે પ્લાઝ્માના જથ્થામાં કોઈ પ્રવાહ નહોતો, તે અન્ય ચપટી ઉપકરણોમાં જોવા મળતી અસ્થિરતાને આધિન નહીં હોય. જ્યારે નવી ડિઝાઇન ઊર્જા પ્રયોગશાળાઓમાં જાણીતી બની, ત્યારે લોસ એલામોસના જેમ્સ એલ. ટકે તેને મૂળ ચપટી અભિગમથી અલગ પાડવા માટે તેને થીટા-પિંચ નામ આપ્યું. મૂળ પિંચ ડિઝાઇન પાછલી અસરથી ઝેડ-પિંચ તરીકે જાણીતી બની હતી. અન્ય લોકોએ પણ ડિઝાઇનમાં રસ દાખવ્યો; જનરલ ઇલેક્ટ્રિક (જીઇ) ખાતે એક નાની ટીમની રચના કરવામાં આવી હતી, જે આ ખ્યાલને વીજ-ઉત્પાદક રિએક્ટરના આધાર તરીકે ગણતી હતી. ફ્યુઝનની સફળતા બ્રિટિશ ઝેડઇટીએ ઓગસ્ટ 1957માં ઓનલાઈન આવી હતી અને પછીના મહિનાના અંત સુધીમાં ટીમ સતત લાખો ન્યુટ્રોનના વિસ્ફોટોને માપી રહી હતી. વર્ષ અગાઉ કુરચાતોવની મુલાકાતમાં ચેતવણી આપવામાં આવી હતી કે સિસ્ટમમાં ન્યુટ્રોન ફ્યુઝનનું પરિણામ છે અને ત્યાં અન્ય પ્રતિક્રિયાઓ છે જે તેમને ઉત્પન્ન કરી શકે છે. ZETA ટીમે આને પૂરતી કાળજીપૂર્વક ધ્યાનમાં લીધું ન હતું, અને ખાતરી થઈ ગઈ કે તેઓએ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ ઉત્પન્ન કરી છે. તેમણે આ 25 જાન્યુઆરી, 1958ના રોજ પ્રેસ સમક્ષ રજૂ કર્યું હતું અને તે તાત્કાલિક વિશ્વવ્યાપી સમાચાર હતો. જો કે, એપ્રિલમાં વધુ કામ સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે કે ન્યુટ્રોન ફ્યુઝનમાંથી નહોતા, પરંતુ પ્લાઝ્મામાં અસ્થિરતા હતી જે તેમના પરીક્ષણ ઉપકરણો પર જોઈ શકાતી ન હતી. એનઆરએલ ખાતે, કોલ્બે સિંગલ-રિંગની વિભાવનાનું પરીક્ષણ કરવા માટે તેમના ફારોસ મશીનના નવા સંસ્કરણનું નિર્માણ શરૂ કર્યું. તે જ સમયે, લોસ એલામોસ ટક ખાતે મૂળ કોલ્બ અરીસા જેવી જ બે વીંટીઓ સાથેની પ્રણાલીનું નિર્માણ શરૂ થયું. પૌરાણિક નામોના શોખીન, ટક ડિઝાઇનને સ્કાયલા કહે છે. સ્કાયલા-1એ 1958ની શરૂઆતમાં કામગીરી શરૂ કરી હતી અને ટૂંક સમયમાં પલ્સ દીઠ હજારો ન્યુટ્રોન છોડવાનું શરૂ કર્યું હતું. આ સમયે કીથ બોયરએ ફારોસ જેવી સિંગલ-ટર્ન કોઇલનો ઉપયોગ કરવા માટે ફેરફાર કરવાનું શરૂ કર્યું હતું. જ્યારે નવું સંસ્કરણ શરૂ થયું, ત્યારે તેણે લાખો ન્યુટ્રોન છોડવાનું શરૂ કર્યું. ઝેડઇટીએના દાવાઓની આસપાસની ઘટનાઓએ સ્કાયલા ટીમને સંપૂર્ણપણે ખાતરી કરવાની ફરજ પાડી કે ન્યુટ્રોન ફ્યુઝનમાંથી હતા, અને ટીમે 1958નો ઉનાળો આ માટે તમામ પ્રકારના સ્વતંત્ર માપન કરવામાં પસાર કર્યો. આ સમય સુધીમાં, કોલ્બનું ફારોસ પણ ન્યુટ્રોનનું ઉત્પાદન કરી રહ્યું હતું. જીનીવામાં યોજાનારી બેઠક માટે એક રીતે અથવા બીજી રીતે ચોક્કસ પરિણામો મેળવવાનું લક્ષ્ય હતું. કમનસીબે, ત્યાં પૂરતો સમય ન હતો; ટીમે સપ્ટેમ્બરમાં સ્કાયલા I ને શોમાં મોકલ્યો અને ઉલ્લેખ કર્યો કે તે પ્રતિ શોટ લગભગ 20 મિલિયન ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન કરી રહી છે, પરંતુ તેમના મૂળ વિશે કોઈ દાવો ન કરવા માટે સાવચેત હતી. અંતિમ પુરાવા શો પછી ટૂંક સમયમાં પ્રદાન કરવામાં આવ્યા હતા. સિસ્ટમ પરના વિવિધ પ્રયોગોએ દર્શાવ્યું હતું કે આયનો આશરે 15 મિલિયન કેલ્વિન પર ઉષ્મીય થઈ રહ્યા હતા, જે ZETA કરતા વધુ ગરમ હતા અને ન્યુટ્રોનને સમજાવવા માટે પૂરતા ગરમ હતા જો તેઓ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓમાંથી હતા. આ પ્રથમ સ્પષ્ટ પુરાવો હતો કે પ્રયોગશાળામાં ડ્યુટેરિયમની થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ શક્ય હતી. ફ્યુઝન પ્રોગ્રામની સતત વધતી જતી કિંમત અંગે ચિંતિત, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ એટોમિક એનર્જી કમિશન (એઇસી) ખાતે ડિવિઝન ઓફ રિસર્ચના ડિરેક્ટર પોલ મેકડેનિયલે નિર્ણય લીધો કે નાણાકીય વર્ષ 1963ના અંદાજપત્રમાં પ્રયોગશાળાઓમાં વિકસાવવામાં આવી રહેલી ઘણી ડિઝાઇનમાંથી એકને રદ કરવી જોઈએ. ટકે જાળવી રાખ્યું હતું કે તમામ સંશોધકોએ ભૌતિકશાસ્ત્રને સાબિત કરવા માટે માત્ર નાની પ્રણાલીઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ, જ્યાં સુધી મૂળભૂત બાબતો દર્શાવી ન શકાય ત્યાં સુધી તેને વધારવાનો કોઈ અર્થ નથી. આમ, લોસ એલામોસ પાસે મોટી સંખ્યામાં નાના મશીનો હતા, જે તેમને કોઈ એક મેક-અથવા-બ્રેક ખ્યાલ સાથે છોડી દેતા હતા. મેકડેનીલને ઓછામાં ઓછું રાજકીય પરિણામ ભોગવવું પડશે કારણ કે તેણે લોસ એલામોસનો એક કાર્યક્રમ રદ કર્યો હતો. આનાથી ટકને એક મહત્વપૂર્ણ પાઠ શીખવવામાં આવ્યો; રદ થવાનું ટાળવાનો રસ્તો નિષ્ફળ થવા માટે ખૂબ મોટો હતો. 1964માં કોંગ્રેસને આપેલી જુબાની દરમિયાન તેમણે કહ્યું હતું કે, "અમે વિશાળ મશીનો બનાવવાની અથવા મોટા કર્મચારીઓની ભરતી કરવાની લાલચનો વિરોધ કર્યો હતો. આ ખૂબ જ સદ્ગુણી લાગે છે, પરંતુ હવે મને ખ્યાલ આવ્યો છે કે આ આત્મહત્યા હતી ". ટક, રિચાર્ડ ટેશેક અને લોસ એલામોસના નિર્દેશક નોરિસ બ્રેડબરી બધાને ખાતરી થઈ ગઈ હતી કે પ્રયોગશાળાને એક મોટી મશીનની જરૂર છે. દરમિયાન, સ્કાયલા I ની સફળતાએ સંખ્યાબંધ સંભવિત વિકાસ માર્ગો તરફ દોરી જે 1960 ના દાયકાની શરૂઆતમાં શોધવાનું શરૂ થયું. ટૂંકા ગાળામાં, નાના સુધારાઓના સમૂહે સ્કાયલા II નું ઉત્પાદન કર્યું હતું, જે મૂળ જેવું જ હતું પરંતુ બાદમાં કેપેસિટર પાવરના 35 કેજેથી વધારીને 185 કરવામાં આવ્યું હતું. તે 1959માં ઓનલાઈન આવ્યું હતું, પરંતુ તેનો ઉપયોગ માત્ર થોડા સમય માટે જ કરવામાં આવ્યો હતો જ્યારે ઘણું મોટું સ્કાયલા III 1960ના અંતમાં બનાવવામાં આવ્યું હતું અને કાર્યરત થયું હતું. પ્રારંભિક કામગીરીઓ સફળ રહી હતી અને ઝડપથી તેનાથી પણ મોટા સ્કાયલા IV તરફ દોરી ગઈ હતી, જેણે જાન્યુઆરી 1963માં કામ શરૂ કર્યું હતું. સ્કાયલા IV એ ઉત્તમ પરિણામો આપ્યા, 80 મિલિયન કેલ્વિન અને 2 x 1016 કણોની ઘનતા સુધી પહોંચીને-વ્યવહારુ રિએક્ટર ક્ષેત્રમાં-અને પલ્સ દીઠ અબજો પ્રતિક્રિયાઓ ઉત્પન્ન કરી રહી હતી. કમનસીબે, પ્રણાલીએ 2 માઇક્રોસેકન્ડના ક્રમમાં ખૂબ જ ઓછો કેદનો સમય પણ દર્શાવ્યો હતો, જે વ્યવહારુ રિએક્ટર ડિઝાઇન માટે ખૂબ ટૂંકો હતો. 1960ના દાયકા દરમિયાન, થીટા-પિંચ ફ્યુઝન ક્ષેત્રમાં અગ્રણી કાર્યક્રમોમાંના એક તરીકે ઉભરી આવ્યો હતો. એલ્ડરમસ્ટન ખાતે નવી ટીમોની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી અને તાજેતરમાં યુકેમાં કુલ્હામ, જર્મનીમાં કેમ્પસ ગાર્ચિંગ અને ફોર્સચુંગઝેન્ટ્રમ જુલિચ, ઇટાલીમાં ફ્રેસ્કાટી નેશનલ લેબોરેટરીઝ અને જાપાનમાં નાગોયા યુનિવર્સિટી, ઓસાકા યુનિવર્સિટી અને નિહોન યુનિવર્સિટી ખોલવામાં આવી હતી. આ પ્રયોગોએ દર્શાવ્યું હતું કે સિસ્ટમ અસ્થિરતાના નવા સ્વરૂપને આધિન હતી, એમ = 2 અસ્થિરતા જે પ્લાઝમાને તેના મૂળ નળાકારમાંથી બારબેલ જેવા આકારમાં પાતળા કરે છે. આનાથી પ્લાઝ્માના પરિભ્રમણને રોકવા માટે વિવિધ લેઆઉટ સાથે અસંખ્ય પ્રયોગો થયા જે આ અસ્થિરતાનું કારણ બન્યા. આ સમયની આસપાસ, જનરલ ઇલેક્ટ્રીક બહાર નીકળી ગયું. ટૂંકા ગાળામાં કામગીરીમાં કોઈ સફળતા શક્ય ન હોવાનું જણાતાં, તેમના સંશોધન સાથે આગળ વધવા માટે મોટા મશીનોની જરૂર પડશે જે તેઓ એકલા આંતરિક ભંડોળનો ઉપયોગ કરીને બનાવવા તૈયાર ન હતા. લેસ્લી કૂકના નિર્દેશન હેઠળ આ ક્ષેત્રની સમીક્ષા પ્રકાશિત કરવામાં આવી હતી, જેમાં તારણ કાઢવામાં આવ્યું હતું કે "નજીકના ભવિષ્યમાં આર્થિક રીતે સફળ ફ્યુઝન વીજળી સ્ટેશન વિકસાવવાની સંભાવના ઓછી છે". જીઇ ભંડોળ માટે એઇસી તરફ વળ્યું, પરંતુ તેનો ઇનકાર કરવામાં આવ્યો કારણ કે તેમનો કાર્યક્રમ સ્કાયલા IV ની સરખામણીમાં કંઈ નવું પ્રદાન કરતો નથી. જીઇએ પછી તેમના કાર્યક્રમને બંધ કરી દીધો. ટોરોઇડલ થીટા સંશોધકોને ખાતરી થઈ ગઈ હતી કે ટૂંકા કેદનો સમય રિએક્ટરના ખુલ્લા છેડાથી કણોના નુકસાનને કારણે હતો. 1965માં, સ્કાયલા ટીમના નેતા તરીકે ટકના સ્થાને ફ્રેડ રિબેએ સ્કાયલા લેઆઉટ પર આધારિત વ્યવહારુ રિએક્ટરોનું પરીક્ષણ કરવાનું શરૂ કર્યું. તેઓએ શોધ્યું કે પ્રજનન ધાબળાનો એક પ્રકારનાં ચુંબકીય વાહક તરીકે ઉપયોગ કરીને પ્રણાલીમાં સુધારો કરી શકાય છે, જે બાહ્ય પ્રવાહ વિતરણને ઘણી ઓછી તીવ્ર બનાવવાની મંજૂરી આપે છે કારણ કે તે ધાતુના ધાબળામાંથી પસાર થતાં તે મોટું થશે. ડિઝાઇનને આપેલ અંતિમ નુકસાન દર સાથે કામ કરવા માટે, તે અત્યંત લાંબી હોવી જોઈએ-ગણતરીઓ સૂચવે છે કે તે લોસન માપદંડ દ્વારા જરૂરી 3 મિલિસેકન્ડની કેદ સુધી પહોંચવી પડશે. આ બદલામાં, અશક્ય રીતે મોટા વીજ પુરવઠાની માંગ કરશે. અંતિમ પ્રવાહની સમસ્યાને ટોરસ (ડોનટ, અથવા રીંગ) આકાર બનાવવા માટે પ્રાયોગિક ટ્યુબને આસપાસ વાળવાથી સરળ રીતે સંબોધવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, ઉપકરણની લાંબી ધરી સાથે વહેતા કણો હવે કંઈપણ અથડાતા નથી, અને કાયમ માટે ફેલાઈ શકે છે. જો કે, ફ્યુઝન પ્રયાસના શરૂઆતના દિવસોથી તે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે આ રૂપરેખાંકન સ્થિર નથીઃ જ્યારે આવા કન્ટેનર પર ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે માત્ર ભૂમિતિને કારણે, વળાંકની અંદરનું ક્ષેત્ર બહાર કરતાં વધુ મજબૂત હોય છે, જે પ્લાઝ્માની અંદર અસમાન બળો તરફ દોરી જાય છે જે આયનો અને ઇલેક્ટ્રોનને કેન્દ્રથી દૂર ખસેડે છે. આ સમસ્યાના સંખ્યાબંધ ઉકેલો રજૂ કરવામાં આવ્યા હતા, ખાસ કરીને મૂળ ચપટી મશીનો. આમાં, ચપટી પ્રવાહનું આંતરિક બળ પ્રવાહ બળ કરતાં નાટકીય રીતે વધુ શક્તિશાળી હતું તેથી તે કોઈ સમસ્યા નહોતી. બીજો ઉકેલ તારામંડળ હતો, જેણે કણોને ફરતા કર્યા જેથી તેઓ પ્રવાહને સંતુલિત કરવા માટે ટ્યુબની અંદર અને બહાર સમય પસાર કરી શકે. 1958માં ગાર્ચિંગ ખાતે મેયર અને શ્મિટએ બીજો ઉકેલ રજૂ કર્યો હતો. તેમણે નોંધ્યું હતું કે ટોરોઇડમાં સ્થિરતા માટેની મુખ્ય જરૂરિયાત એ હતી કે વળાંકની અંદર અને બહારના માર્ગની કુલ લંબાઈ સમાન હતી. તારામંડળે કણોને પરિભ્રમણ કરીને, પરિભ્રમણ પરિવર્તન ઉમેરીને આ પ્રદાન કર્યું. મેયર અને શ્મિટએ ચુંબકમાં ફેરફાર કરીને એવું ક્ષેત્ર બનાવવા માટે દરખાસ્ત કરી હતી જે હવે સમાન ન હતું કારણ કે એક વ્યક્તિ ટોરસની આસપાસ ફરતી હતી; તેના બદલે, ક્ષેત્ર ગૂંગળાઈ ગયું હતું અને પછી સોસેજની કડીથી વિપરીત ક્ષેત્રનું ઉત્પાદન કરવા માટે વિસ્તૃત થયું હતું. મેદાન અંદરના વળાંક પર વધુ અંદર તરફ વળેલું હતું, જે તેને લાંબું બનાવે છે, અને આમ અંદર અને બહારની કુલ લંબાઈ સમાન હતી. જેમ જેમ થીટા-પિંચ મશીનોએ તે પ્રદેશમાં આગળ વધવાનું શરૂ કર્યું જ્યાં અંતિમ નુકસાન હવે વધુ સંશોધન માટે એક મર્યાદા હતી, આ ખ્યાલ થીટા-પિંચને ટોરોઇડલ લેઆઉટમાં ખસેડવાનો માર્ગ પ્રદાન કરતો દેખાતો હતો જે હજુ પણ તારાઓની તુલનામાં પૂરતા પ્રમાણમાં અલગ હતો. મેયર અને શ્મિટ લહેરિયું સંસ્કરણ માટે જરૂરી વધુ જટિલ ચુંબક લેઆઉટની સરખામણીમાં તારાકીય ખ્યાલની સરળતાને ધ્યાનમાં રાખીને આ ઉકેલને ખૂબ ઊંડાણપૂર્વક ધ્યાનમાં લેવામાં આવ્યો ન હતો. વધુ અભ્યાસમાં વધારાની અસ્થિરતાઓ બહાર આવી હતી, પરંતુ તેમાંથી અનુમાનિત પ્રવાહ ધીમો હતો અને ગતિશીલ સ્થિરીકરણનો ઉપયોગ કરીને તેને સંબોધિત કરી શકાય છે. લોસ એલામોસ ટીમ સતત ભંડોળ સુનિશ્ચિત કરવા માટે મોટા મશીનની ઇચ્છા સાથે, તેઓએ તેમના આગામી ઉપકરણ તરીકે મોટા ટોરોઇડલ થીટાની દરખાસ્ત કરી, માત્ર એક મોટી પ્રાયોગિક પ્રણાલી તરીકે નહીં, પરંતુ વીજ ઉત્પાદન પ્રણાલીના સંભવિત પ્રદર્શન તરીકે. 1965 સુધીમાં, LANL એ સ્કાયલા વી. હાઈ-બીટા સ્ટેલેરેટર અમાસા સ્ટોન બિશપ નામ હેઠળ આવા મશીનની દરખાસ્ત કરી હતી, જેમણે તાજેતરમાં આર્થર રુઅર્ક પાસેથી AECનું ફ્યુઝન મેનેજમેન્ટ સંભાળ્યું હતું અને NRL અને GE થીટા ટીમોના સભ્યો સહિત સ્કાયલા V દરખાસ્તની સમીક્ષા કરવા માટે એક પેનલની રચના કરી હતી. તેઓએ તારણ કાઢ્યું હતું કે ત્યાં કોઈ સચોટ પુરાવા નથી કે ઊર્જાની ખોટ અંતિમ નુકસાનને કારણે જોવા મળી હતી, અને ગતિશીલ સ્થિરીકરણની અસરકારકતા તેમજ તે જરૂરી છે કે બદલાતા ક્ષેત્રો ફક્ત નવી અસ્થિરતાને પ્રેરિત કરી શકે તેવી શક્યતા વિશે ચિંતા વ્યક્ત કરી હતી. પેનલે રજૂ કરવામાં આવી રહેલી વિભાવનાઓનું પરીક્ષણ કરવા માટે વધુ એક લાંબી રેખીય મશીન બનાવવાનું ભારપૂર્વક સૂચન કર્યું હતું. તેમ છતાં, અન્ય કોઈ પ્રોજેક્ટ વિના, સિસ્ટમને મંજૂરી આપવામાં આવી હતી, પરંતુ તે જોગવાઈ પર કે તે ઉચ્ચ-બીટા શાસનનું સંશોધન કરવા માટે લક્ષિત કરવામાં આવે, પ્રોટોટાઇપ પાવર રિએક્ટર તરીકે નહીં. આ કાર્યક્રમના એકંદર લક્ષ્યાંકોના વ્યવસ્થાપનને વોશિંગ્ટનમાં ખસેડવાની શરૂઆત દર્શાવે છે. પેનલના સભ્યોમાંથી એક, હેરોલ્ડ ગ્રેડ, પ્લાઝ્મા ભૌતિકશાસ્ત્ર અને સ્થિરતા પર નિષ્ણાત તરીકે જાણીતા હતા. ન્યૂયોર્ક પરત ફર્યા બાદ તેમણે થીટા-પિંચ ખ્યાલ પર પ્રકાશિત તમામ સામગ્રીઓ વાંચવાનું શરૂ કર્યું અને તારણ કાઢ્યું કે ગતિશીલ સ્થિરીકરણ પ્રણાલી કદાચ કામ કરશે નહીં અને જો કરશે તો પણ તે અત્યંત જટિલ હશે. તેના સ્થાને તેમણે હેલિકલ ચુંબકનો ઉપયોગ કરવાની દરખાસ્ત કરી હતી જેમ કે તાજેતરના તારામંડળોમાં ઉમેરવામાં આવે છે, કારણ કે તે કુદરતી રીતે સ્થિર હોવાનું જણાય છે. તેમણે પરિણામી પ્રણાલીને "ઉચ્ચ-બીટા તારામંડળ" તરીકે ઓળખાવી, બીટા એ પ્લાઝ્મામાં ચુંબકીય શક્તિનું માપ છે, જે ચપટી ઉપકરણમાં ઘણું વધારે હશે. લોસ એલામોસે ગ્રાડના કાર્યમાં અત્યંત રસ દાખવ્યો અને પ્રસ્તાવ મૂક્યો કે તે તેને આગામી ત્રૈવાર્ષિક ફ્યુઝન રિસર્ચ મીટિંગમાં રજૂ કરવા માટે સંપૂર્ણ રીતે વિકસાવે, જે ઓગસ્ટ 1968માં નોવોસિબિર્સ્કમાં થવાની હતી. જેમ જેમ ટીમે કામ કરવાનું ચાલુ રાખ્યું તેમ, ઘણી નવી અને અવ્યવસ્થિત અસ્થિરતાઓ જાહેર થઈ અને તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે હેલિકલ ચુંબક આખરે મૂળ મેયર-શ્મિટ ખ્યાલ કરતાં વધુ સ્થિર ન હતા. હજુ પણ ડાયનેમિક ડેમ્પિંગનો બીજો સમૂહ ઉમેરવો પડ્યો હતો, આ વખતે જેને લાક્ષણિક સમયની અંદર પ્રતિક્રિયા આપવી પડી હતી, ટી. થીટા વિ. ટોકમાક તે નોવોસિબિર્સ્ક મીટિંગમાં હતું કે સોવિયેત પ્રતિનિધિમંડળે તેમના ટોકમાક ઉપકરણો પર નવા પરિણામો પ્રકાશિત કર્યા હતા જે અગાઉના તમામ ઉપકરણો કરતાં નોંધપાત્ર સુધારાઓ દર્શાવતા હતા. શરૂઆતમાં યોગ્ય સાધનસામગ્રીના અભાવને કારણે પરિણામોને નકારી કાઢવામાં આવ્યા હતા અને પરિણામો વિશ્વસનીય હતા કે કેમ તે અંગે ઉગ્ર ચર્ચા ફાટી નીકળી હતી. સોવિયેત તેમની રચના કામ કરે છે કે કેમ તે દર્શાવવા માટે એક સચોટ ઉકેલ સાથે આવ્યા. 1960ના દાયકા દરમિયાન, યુકેએ લેસર સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને પ્લાઝ્માના કણોના તાપમાનને સીધા માપવાની તકનીક વિકસાવી હતી. લેવ આર્ટ્સિમોવિચે ટીમને તેમના ઉપકરણને કુર્ચાટોવ સંસ્થામાં લાવવા અને સ્વતંત્ર રીતે પ્રદર્શનને માપવા આમંત્રણ આપ્યું. સિસ્ટમ માટે મહિનાઓ સુધી સેટઅપ અને કેલિબ્રેશનની જરૂર હતી, પરંતુ 1969ના ઉનાળાની શરૂઆતમાં તે સ્પષ્ટ હતું કે ટોકમક ખરેખર વર્ણવ્યા મુજબ કામ કરી રહ્યું હતું. આનાથી યુ. એસ. ફ્યુઝન રેસમાં પાછળ રહેવાની અસ્વસ્થ સ્થિતિમાં મુકાઈ ગયું. શરૂઆતમાં, પ્રયોગશાળાઓએ ટોકામક્સ બનાવવાનું વિચારવાનો ઇનકાર કર્યો હતો, અને શા માટે તેઓ હલકી ગુણવત્તાવાળા હતા તે કારણોની લોન્ડ્રી સૂચિ રજૂ કરી હતી. મે 1969માં, એઇસી ફ્યુઝન ડિવિઝનના ડિરેક્ટર તાશેકે બિશપને પત્ર લખીને જણાવ્યું હતું કે તેમની લાગણી છે કે યુ. એસ. એ તેમના પોતાના ઉપકરણો સાથે પ્રતિક્રિયા આપવી જોઈએ જેમાં વાજબી પ્રદર્શન બતાવવાની શ્રેષ્ઠ તક હોય, અને "તે અનિવાર્ય છે કે તેઓ સ્કાયલેક અને 2એક્સ છે! તેઓ યુ. એસ. માં આપણી પાસે જે કંઈ છે તેના કરતા વધુ સારા છે. હજુ પણ ચિંતિત છે કે સ્કાયલેક પ્રોગ્રામ એક જ સમયે ઘણી બધી સમસ્યાઓ હલ કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યો છે, એ. ઈ. સી. એ તેના સૂચનને પુનરાવર્તિત કર્યું કે પહેલા એક રેખીય ઉપકરણ બનાવવામાં આવે. ઓક્ટોબર 1969ના અંત સુધીમાં, ટોકમકના પરિણામો આગામી મહિને જાહેરમાં જાહેર થવાની સાથે, યુ. એસ. એ પોતાનો ટોકમક કાર્યક્રમ શરૂ કર્યો. આનાથી સ્કાયલેકને માત્ર સ્થિરતાની દ્રષ્ટિએ તેના લક્ષ્યાંકો દર્શાવવાની સ્થિતિમાં જ નહીં, પરંતુ આ મશીનો સામે પણ સ્પર્ધા કરવાની સ્થિતિમાં મૂકવામાં આવ્યું, જેમણે પહેલેથી જ ઉત્તમ પ્રદર્શન દર્શાવ્યું હતું. આ એવી શક્યતા રજૂ કરે છે કે રેખીય સંસ્કરણ ટોકમક સાથે સ્પર્ધા કરતા મૂલ્યો સાથે ઝડપથી પરિણામો પરત કરી શકે છે. જેમ કે તાશેકે 1970ના મધ્યમાં કહ્યું હતું કે, "રેખીય થીટા પિંચ. એન. ટી. ડર્બીમાં મોટું યોગદાન આપશે જે ટૂંકા ગાળાના સ્કેલ પર ઊભું થયું હોય તેવું લાગતું નથી તે નોંધવામાં કેટલીક વાસ્તવિક વ્યૂહાત્મક અને અસરની યોગ્યતા હોઈ શકે છે". પહેલા 15 મીટરની રેખીય આવૃત્તિ બનાવવાના ડહાપણ પર સમજૂતી હોવાનું જણાતું હોવા છતાં, રીબેએ નક્કી કર્યું કે તેના બદલે શક્ય તેટલી વહેલી તકે સિલેક બનાવવું વધુ સારું રહેશે. આ કરવા માટે, ફેબ્રુઆરી 1969 માં તેમણે એક યોજનાની રૂપરેખા આપી હતી જેમાં સ્કાયલેકના 120 ડિગ્રી સેક્ટરની સાથે એક ટૂંકા રેખીય ઉપકરણનું નિર્માણ કરવામાં આવશે, જેનો ઉપયોગ સમગ્ર મશીનનું નિર્માણ કેવી રીતે કરવું તે શીખવા માટે કરવામાં આવશે. 1970 સુધીમાં તેમણે કેદનો સમય સુધારવા માટે રેખીય ઉપકરણને માત્ર બંને છેડા પર અરીસાઓ સાથે ઘટાડવા માટે આ યોજનાઓમાં વધુ ફેરફાર કર્યો હતો. 1 9 72 માં, રોબર્ટ એલ. હિર્શે બિશપ પાસેથી એઇસીના ફ્યુઝન પ્રોગ્રામનો હવાલો સંભાળ્યો. ટોકામાક પ્રદર્શનમાં તાજેતરની પ્રગતિ સાથે ઉત્પાદન ડિઝાઇનની શક્યતા તરફ ધ્યાન દોર્યું, હિર્શે પ્રદર્શન અને અર્થશાસ્ત્ર બંનેના આધારે કાર્યક્રમનું પુનઃમૂલ્યાંકન કરવાનું શરૂ કર્યું. જ્યારે ટોકામકે ઉત્કૃષ્ટ પ્રદર્શન કર્યું હતું, ત્યારે લોરેન્સ લિવરમોર ખાતે વિકસાવવામાં આવતા અરીસાઓ બનાવવા અને ચલાવવા માટે ઘણા ઓછા ખર્ચાળ હતા, અને આ બે ઉપકરણો તેમની યોજનાઓનું કેન્દ્ર બની ગયા હતા. તેમની ડિઝાઇનને ચાલુ રાખવા માટે, લોસ એલામોસે ટોરોઇડલ વિભાગ સાથે ઝડપથી આગળ વધવાનું નક્કી કર્યું જેથી સાબિત કરી શકાય કે તેમનો અભિગમ પણ વિચારણા માટે યોગ્ય છે. પ્રથમ ક્ષેત્ર પર પ્રયોગો એપ્રિલ 1971 માં શરૂ થયા હતા અને દર્શાવ્યું હતું કે કુલ સ્થિરતા ત્યાં હતી, જે પ્રયોગશાળામાં એક મોટી ઉજવણીને પ્રોત્સાહન આપે છે. આગળનું પગલું પ્રતિક્રિયા સ્થિરતા પ્રણાલી ઉમેરવાનું હતું. આ સમય સુધીમાં, એમ. આઈ. ટી. ના કેન થોમાસેને વધારાની ગણતરીઓ કરી હતી જે દર્શાવે છે કે પ્રતિસાદ વર્તમાન ડિઝાઇનની ત્રિજ્યા પર કામ કરશે નહીં. 1972 ના અંતમાં, રીબેએ સ્કાયલેકને વ્યાસથી વધારીને, વળાંક ઘટાડીને અને આમ પ્રતિસાદના જરૂરી સ્તરને ઘટાડીને આને સંબોધવાનું નક્કી કર્યું. આનાથી નિર્ણાયક પરિમાણ ટી ઘટીને 0.9 માઇક્રોસેકન્ડ્સ થઈ ગયું-1થી નીચેનું કંઈપણ કામ કરશે. આ સમયની આસપાસ, પ્રતિસાદ કાર્યક્રમ માટે મુખ્યત્વે જવાબદાર રોબિન ગ્રિબલને લોસ એલામોસ ખાતે અન્ય એક પ્રોજેક્ટ સોંપવામાં આવ્યો હતો. જેમ જેમ કાર્યક્રમ વિકસિત થયો તેમ તેમ લેઆઉટમાં બે ફેરફારોને કારણે ટી પરિમાણમાં વધારો થયો. કાર્યક્રમની પ્રતિક્રિયા બાજુ પર સીધી જવાબદારી ધરાવતા કોઈની ગેરહાજરીમાં, આ ધ્યાન બહાર રહ્યું. સ્કાયલા IV અને મૂળ સેગમેન્ટ પરના પ્રયોગો સમાપ્ત થયા કારણ કે સમગ્ર ટીમે નવી વિસ્તૃત ડિઝાઇન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું હતું, તેથી વધારાની સમસ્યાઓ શોધવામાં આવી ન હતી. સિલેકને એપ્રિલ 1974માં સમર્પિત કરવામાં આવ્યું હતું. ઓક્ટોબર સુધીમાં તે સ્પષ્ટ થઈ ગયું હતું કે પ્રતિસાદ પ્રણાલી કામ કરી રહી નથી. આ તબક્કે તેમણે ટીની કિંમતની પુનઃગણતરી કરી અને તે 1.5 હોવાનું જાણવા મળ્યું. વધુ ખરાબ, અંતર્ગત સિદ્ધાંત પર વધુ કામ સૂચવે છે કે 1 નું મૂલ્ય પૂરતું સારું ન હતું, અને 0.5 ની નજીકના મૂલ્યો જરૂરી હતા. અંતિમ ફટકો એ હતો કે 1971 માં મૂળ સેગમેન્ટમાં જોવા મળતી કુલ સ્થિરતા ભ્રામક સાબિત થઈ હતી; મોટા મશીનમાં પ્લાઝ્મા ધીમે ધીમે વહેતો જોવા મળ્યો હતો. સ્થિરતા પ્રણાલી ભાગ્યે જ આને રોકી શકી હતી, ઝડપી અસ્થિરતાને સુધારવાની તો વાત જ છોડી દો. લિનિયર સ્ટોપ્સ સ્કાયલેકની નિષ્ફળતાએ પ્રિન્સટન ખાતે કેન્દ્રિત તેના પોતાના ટોકામેક પ્રોગ્રામ અને લિવરમોર ખાતે મિરર પ્રોગ્રામ સાથે યુ. એસ. છોડી દીધું. લોસ એલામોસે સિસ્ટમને બચાવવા માટે વધુ એક ઉકેલ લાવવાનો પ્રયાસ કર્યો, હળવા ધાતુઓનો ઉપયોગ કરીને છેડે ભૌતિક સ્ટોપર સાથે સ્કાયલા IV ને ફરીથી કાર્યરત કર્યું. આ સ્કાયલા IV-P એ કેદનો સમય 9 થી 29 માઇક્રોસેકન્ડ્સ સુધી સુધારી દીધો, જે ત્રણ ગણો સુધારો છે. પરંતુ આ ઉત્પાદન રિએક્ટર માટે જરૂરી મિલિસેકન્ડની શ્રેણીમાં જવા માટે પૂરતું ન હતું. બે દાયકાના પ્રયત્નો પછી, થીટા કાર્યક્રમના શ્રેષ્ઠ પરિણામો મૂળ સ્કાયલા શ્રેણીના પરિણામો કરતાં માત્ર નજીવો સુધારો હતો. 1960 ના દાયકા દરમિયાન, ઘણી ટીમોએ નોંધ્યું હતું કે તેમના થીટા પ્રયોગો કેટલીકવાર સુધારેલ કેદનો સમય દર્શાવે છે. આ ત્યારે થયું જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્ર પુનઃરૂપરેખાંકિત થઈ રહ્યું હતું કારણ કે બાહ્ય પલ્સ શૂન્ય પર પાછા આરામ કરી રહ્યું હતું. તે સમયે આ વર્તણૂકને સામાન્ય રીતે અનિચ્છનીય માનવામાં આવતી હતી, જો કે તેમાં ક્ષેત્રો બંધ થતાં આયન તાપમાનમાં વધારો થવાનો ફાયદો હતો, અને આ ક્રિયાએ તાપમાનને તે બિંદુ સુધી વધાર્યું હતું જ્યાં ફ્યુઝન થયું હતું. 1972માં, જ્હોન બ્રાયન ટેલરે ચુંબકીય ક્ષેત્ર સંરક્ષણ અને ફ્લક્સ રિવર્સલ્સના વિષય પર શ્રેણીબદ્ધ કાગળો પ્રકાશિત કર્યા હતા જે ZETA પર જોવા મળ્યા હતા પરંતુ તે સમયે તેની પ્રશંસા કરવામાં આવી ન હતી. આનાથી રિવર્સ ફિલ્ડ પિંચની વિભાવના તરફ દોરી ગયું, જેણે 1970 અને 80 ના દાયકામાં વિકાસ જોયો. એ જ મૂળભૂત પદ્ધતિ થીટા ઉપકરણોમાં જોવા મળતા ક્ષેત્રને ઉલટાવી રહી હતી, પરંતુ અંતિમ પરિણામ એક અલગ લેઆઉટ હતું. 1970ના દાયકાની શરૂઆતમાં, કુર્ચાટોવ સંસ્થાએ પિંચ પાવરને ઘટાડીને અને રેખીય ટ્યુબના અંતે વધારાના ચુંબક ઉમેરીને લાંબા સમય સુધી સ્થિર બંધનનું પ્રદર્શન કર્યું હતું જેથી ક્ષેત્રને ઉલટાવવામાં મદદ મળી શકે. આ ફિલ્ડ-રિવર્સ કન્ફિગ્યુરેશન (એફઆરસી) પ્લાઝમા પર તેમના કાર્યના પ્રકાશનથી યુ. એસ. અને જાપાનમાં નવા પ્રયાસો સાથે આ વિષયમાં નોંધપાત્ર રસ જાગ્યો. તેમની ગોઠવણીને કારણે આ તકનીકી રીતે થીટા પિન્ચ હોવા છતાં, આ ખ્યાલને અલગ અને ફ્યુઝન પાવર માટે એક અલગ અભિગમ માનવામાં આવે છે. નોંધો સંદર્ભો સંદર્ભો ગ્રંથસૂચિ વધુ વાંચન મેગ્નેટિક કન્ફિનમેન્ટ ફ્યુઝન