Zap Energy
ઝેપ એનર્જી એ એક અમેરિકન કંપની છે જેનો ઉદ્દેશ શીયર-ફ્લો-સ્ટેબિલાઇઝ્ડ ઝેડ-પિંચના ઉપયોગ દ્વારા ફ્યુઝન પાવરનું વ્યાપારીકરણ કરવાનો છે. આ કંપની સિએટલ નજીક સ્થિત છે અને એવરેટ અને મુકિલ્ટેઓ, વોશિંગ્ટનમાં સંશોધન સુવિધાઓ ધરાવે છે. કંપની વૈજ્ઞાનિક બ્રેકઈવન અને આખરે વ્યાપારી નફાકારકતા હાંસલ કરવાના લક્ષ્ય સાથે વધુને વધુ ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરે પ્લાઝ્મા સ્થિરતા જાળવવા માટે તેમની તકનીકને વધારવા માંગે છે. આ ટેકનોલોજી માટેનો વૈચારિક આધાર ઉરી શુમલકની આગેવાની હેઠળની યુનિવર્સિટી ઓફ વોશિંગ્ટનમાં વિકસાવવામાં આવ્યો હતો. એઆરપીએ-ઇના આલ્ફા પ્રોગ્રામના ભાગ રૂપે ફુઝે ઉપકરણ દ્વારા પ્રાપ્ત સકારાત્મક પ્રારંભિક પરિણામોને પગલે ઝેપ એનર્જીની રચના થઈ. આ કંપનીની સ્થાપના બ્રિટિશ ઉદ્યોગસાહસિક અને રોકાણકાર બેન્જ કોનવે (પ્રમુખ, સી. ઈ. ઓ.) દ્વારા પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ બ્રાયન એ. નેલ્સન (મુખ્ય તકનીકી અધિકારી) અને ઉરી શુમલક (મુખ્ય વિજ્ઞાન અધિકારી) સાથે મળીને કરવામાં આવી હતી. શીઅર્ડ-ફ્લો-સ્ટેબિલાઇઝ્ડ ઝેડ-પિંચ ફ્યુઝન ચપટી અસર એ હકીકત પર આધાર રાખે છે કે વાહકમાં વહેતો પ્રવાહ અંદરની તરફ નિર્દેશિત બળ ઉત્પન્ન કરે છે, જે વાહકને સંકોચાય છે. ફ્યુઝન ઉપકરણના કિસ્સામાં, વાહક એ ફ્યુઝન ઇંધણનો પ્લાઝ્મા છે. પ્રવાહ કાં તો બાહ્ય ચુંબકનો ઉપયોગ કરીને પ્રેરિત થાય છે, અથવા પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને સીધો લાગુ થાય છે. ઉપકરણની સાપેક્ષ સરળતાએ વિશ્વભરના ઘણા સંશોધકોને ચપટી પ્રણાલીઓ બનાવવા તરફ દોરી. પ્રારંભિક પ્રયોગોમાં, ચપટી પ્રણાલીઓ અસ્થિર હોવાનું જણાયું હતું અને પ્લાઝમાને ઝડપથી પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરની દિવાલોમાં દબાણ કરવામાં આવ્યું હતું, જેથી તેને ઠંડું કરવામાં આવે જેથી ફ્યુઝન ન થાય. આનાથી સ્થિર પિંચ મશીનોના વિકાસ તરફ દોરી ગયું, ખાસ કરીને યુકેની ઝેડઇટીએ. શરૂઆતમાં એવું લાગતું હતું કે આ ડિઝાઇન અગાઉના ઉપકરણોની અસ્થિરતાઓથી મુક્ત હતી. જો કે, વધુ તપાસ દર્શાવે છે કે નવી "સૂક્ષ્મ અસ્થિરતાઓ" અગાઉની, મોટી, અસ્થિરતાઓની જેમ જ કેદનો નાશ કરવામાં અસરકારક હતી. આ નવા વર્ગની સમસ્યાઓનો કોઈ સ્પષ્ટ ઉકેલ ન હોવાથી, ક્લાસિક પિંચ ઉપકરણો પરનું મુખ્ય સંશોધન 1960 ના દાયકાની શરૂઆતમાં સમાપ્ત થયું. વધારાના સ્થિર બળ તરીકે પ્લાઝ્માના પ્રવાહનો ઉપયોગ કરવાનો વિચાર 1990ના દાયકામાં ઉભરી આવ્યો હતો. આ ખ્યાલમાં, ચપટી એવી રીતે વિકસાવવામાં આવે છે કે જેમ જેમ પ્લાઝ્મા સ્તંભના કેન્દ્રમાંથી બહાર નીકળે છે તેમ તેમ પ્લાઝ્મા જુદી જુદી ઝડપે વહે છે, જેમાં બાહ્ય સ્તરો કેન્દ્ર કરતા લગભગ દસ ગણા ઝડપી હોય છે. પિંચ કરંટ દ્વારા બનાવેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર એ ચાર્જની ઘનતા અને ઝડપ બંનેનું કાર્ય હોવાથી, પરિણામે પિંચ ક્ષેત્ર પ્લાઝ્મા સ્તંભમાં બિન-રેખીય બને છે. આ કિન્ક, સોસેજ અને વિનિમયની અસ્થિરતાના વિકાસ દરને વટાવી જાય છે. ચપટીને સ્થિર કરવા માટે જે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ સુધી પહોંચવાની જરૂર છે તે સંશોધનનું ખુલ્લું ક્ષેત્ર છે. ઝેપ એનર્જીની તકનીકી ઉત્પત્તિ 1995માં શરૂ થયેલી યુનિવર્સિટી ઓફ વોશિંગ્ટન ખાતે ડૉ. ઉરી શુમલકના કાર્ય પર આધારિત છે. યુનિવર્સિટીએ વહેતા પિંચને ચકાસવા માટે ત્રણ પ્રાયોગિક મશીનો બનાવ્યા હતાઃ ઝેપ (યુડબલ્યુ ખાતે 1998-2012) ઝેપ-એચડી (2012-યુડબલ્યુ ખાતે હાજર) ફુઝેડઇ (યુડબલ્યુ ખાતે 2015-2020; ઝેપ એનર્જી ખાતે 2021-હાજર) શુમલક લેબએ તેમના પ્લાઝમાને માપવા માટે કસ્ટમ સાધનો વિકસાવ્યા હતા. ઝેપ એનર્જીની સ્થાપના 2017 માં યુનિવર્સિટી ઓફ વોશિંગ્ટન ખાતે ફ્યુઝ (ફ્યુઝન ઝેડ-પિંચ એક્સપેરિમેન્ટ) સંશોધન ટીમ અને લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરીના સંશોધકો સાથેના સહયોગથી કરવામાં આવી હતી. ત્યારબાદ ઝેપ એનર્જીએ આગામી પેઢીના ફ્યુઝન કોર, ફુઝે-ક્યુ (ઝેપ એનર્જી ખાતે 2021-વર્તમાન) નું નિર્માણ કર્યું. ઝેપે 2018 માં એક કંપની તરીકે તેમની પ્રથમ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા હાંસલ કરી હતી, પરંતુ 2021 ના નવેમ્બરમાં, લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરીએ વહેતી ચપટીની અંદર ન્યુટ્રોન ઉત્પાદનનું સ્વતંત્ર અને વધુ ચોક્કસ માપન પ્રદાન કર્યું હતું, જે સાબિત કરે છે કે મશીન ડ્યુટેરિયમ ઇંધણ સાથે ફ્યુઝન કરી શકે છે. આ પ્રયાસનું નેતૃત્વ એઆરપીએ-ઇ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યાં એજન્સીએ ખાનગી ફ્યુઝન કંપનીઓને ટેકો આપવા માટે ફ્યુઝન ટીમોનું આયોજન કર્યું હતું. 2015 થી 2020 સુધી, યુ. એસ. ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી અનુદાનની શ્રેણીએ ટીમને ઉત્તરોત્તર ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરે તેમના શીયર-ફ્લો-સ્ટેબિલાઇઝ્ડ ઝેડ-પિંચ રિએક્ટરનું પરીક્ષણ કરવામાં સક્ષમ બનાવ્યું. જુલાઈ 2020માં, ઝેપ એનર્જીએ સિરીઝ A ભંડોળમાં $65 લાખ એકત્ર કર્યા હતા. મે 2021માં ઝેપે એડિશન, એનર્જી ઇમ્પેક્ટ પાર્ટનર્સ, શેવરોન ટેક્નોલોજી વેન્ચર્સ અને લોઅર કાર્બન કેપિટલ સહિત સિરીઝ બી ફંડિંગમાં 27.5 લાખ ડોલર બંધ કર્યા હતા. શેવરોનનું ધિરાણ એ યુ. એસ. ની મોટી તેલ કંપની દ્વારા ફ્યુઝન એનર્જીમાં પ્રથમ રોકાણ હતું. જૂન 2022માં, ઝેપ એનર્જીએ લોઅર કાર્બન કેપિટલ, બિલ ગેટ્સના બ્રેકથ્રુ એનર્જી વેન્ચર્સ, શેલ પી. એલ. સી., વેલર, ડી. સી. વી. સી., એનર્જી ઇમ્પેક્ટ પાર્ટનર્સ, શેવરોન અને અન્ય દ્વારા સમર્થિત તેમના બ્રેકઈવન ડિવાઇસ (ફુઝેડઇ-ક્યુ) માં પ્રથમ પ્લાઝ્મા અને 160 મિલિયન ડોલરની સિરીઝ સી એકત્ર કરવાની જાહેરાત કરી હતી. ઓક્ટોબર 2022માં, સેન્ટ્રલિયા કોલ ટ્રાન્ઝિશન એનર્જી ટેક્નોલોજી બોર્ડે તાજેતરમાં ટ્રાન્સઅલ્ટા બિગ હેનાફોર્ડ ગેસ પાવર પ્લાન્ટના સ્થળે ઝેપ ફ્યુઝન એનર્જી પાયલોટ પ્લાન્ટના નિર્માણની શક્યતાઓનું મૂલ્યાંકન કરવાના ખર્ચને ભંડોળ પૂરું પાડવા માટે ઝેપ એનર્જીને $1 મિલિયનનું અનુદાન આપ્યું હતું. મે 2023માં, ઝેપ એનર્જી યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી માઇલસ્ટોન-બેઝ્ડ ફ્યુઝન ડેવલપમેન્ટ પ્રોગ્રામ માટે પસંદ કરવામાં આવેલી આઠ કંપનીઓમાંની એક હતી. જૂન 2023માં, ઝેપ એનર્જીએ આઈ. સી. એ. આર. ની લિક્વિડેટેડ અસ્કયામતો હસ્તગત કરીને નોંધપાત્ર નવી પુનરાવર્તિત સ્પંદિત વીજ ઉત્પાદન ક્ષમતાઓ પ્રાપ્ત કરી હતી. જૂનમાં પણ, ઝેપ એનર્જીને વર્લ્ડ ઇકોનોમિક ફોરમ ટેક્નોલોજી યુનિકોર્ન તરીકે પસંદ કરવામાં આવી હતી, જેનું મૂલ્ય એક અબજ યુએસડીથી વધુ હતું. ડિઝાઇન ઝેપ એનર્જી રિએક્ટર એક સ્પંદિત પાવર સિસ્ટમ છે જેમાં કોઈ બાહ્ય ચુંબક નથી. આ મશીન ~ 2 મીટર લાંબી ધાતુની નળી છે, જેમાં કેથોડ મધ્યમાં અડધો રસ્તો નીચે ચાલે છે. કેન્દ્રીય કેથોડ અને ઊભેલી દિવાલ વચ્ચે વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે. ફ્યુઝન ઇંધણ મશીનની પાછળના ભાગમાં ફૂલી જાય છે, જે પાસ્કેનના ભંગાણને કારણે આયોનાઇઝ થાય છે, પ્લાઝ્મા બનાવે છે. આ પ્લાઝ્મા આગળ વધે છે અને કેથોડ અને દિવાલ વચ્ચેના અંતરમાં ~ 50 સે. મી. લાંબા વહેતા ચપટીમાં ભેગા થાય છે. પરીક્ષણ ઝેપ એનર્જીએ આ મશીનોને વહેતી ચપટીની કામગીરીને માપવા માટે સાધનોથી સજ્જ કર્યા છે. તેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ આયન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી પ્લાઝમાના તાપમાનને માપે છે અને વહેતા પિંચના કિસ્સામાં, તે પ્લાઝમાની અંદર કાર્બન-3 અશુદ્ધિઓમાંથી ઉત્સર્જનને માપે છે. ઝડપી કેમેરા પિંચ પ્રદર્શનના ફોટા અને વિડિયો મેળવે છે. 2019માં ટીમે કિરાના દ્વારા બનાવવામાં આવેલા 5 મિલિયન ફ્રેમ પ્રતિ સેકન્ડ કેમેરાનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ઇન્ટરફેરોમેટ્રી વહેતી ચપટીમાં પ્લાઝમાની ઘનતાને માપે છે. આ સાધન પ્લાઝ્મામાંથી પરીક્ષણ લેસર બીમ પસાર કરે છે અને તેની સરખામણી સંદર્ભ બીમ સાથે કરે છે. આ સાધન માત્ર સાંકડા માર્ગ પર ગીચતાને માપી શકે છે જ્યાં લેસર મુસાફરી કરે છે (જેને કોર્ડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે). મેગ્નેટિક ફિલ્ડ પ્રોબ્સ વહેતા ચપટી પ્રવાહ દ્વારા પેદા થયેલ ક્ષેત્રને માપવા માટે ટ્યુબની સપાટીને રેખા કરે છે. અન્ય નિદાન સાધનોનો ઉપયોગ પિન્ચને માપવા માટે કરવામાં આવ્યો છે, જેમાંથી ઘણા રાષ્ટ્રીય પ્રયોગશાળાઓના પ્રયોગકારો સાથે ભાગીદારીમાં છે. ઝેપ એનર્જીને સ્કેલિંગ અપ કરતી વખતે એવી દલીલ કરવામાં આવી હતી કે વહેતા પિંચ સ્કેલમાં 11 મી પાવરના પિંચ કરંટ તરીકે ફ્યુઝનનો દર અને આ કારણે, વહેતા પિંચમાંથી ચોખ્ખી પાવર ઉત્પન્ન કરવા માટે જે જરૂરી છે તે ઉચ્ચ કરંટ છે. જો કે, આ સ્કેલિંગ મોડેલ એડિયાબેટિક પ્લાઝમા પર આધારિત છે અને તે મોડેલ તમામ વાસ્તવિક દુનિયાના વર્તનને પકડવામાં નિષ્ફળ જાય છે. ટીકાકારોએ ધ્યાન દોર્યું છે કે ઉચ્ચ પ્રવાહો પ્રવાહની અસ્થિરતા અને આઘાત તરંગો રજૂ કરી શકે છે જે પ્લાઝમાને ફાડી શકે છે. પ્રવાહ તરંગોના કિસ્સામાં, (+) આયનો અને (-) ઇલેક્ટ્રોન તેમના દળના તફાવતોને કારણે જુદી જુદી ઝડપે આગળ વધશે, અને આ પ્લાઝમાને વિક્ષેપિત કરશે. પિંચ એસેમ્બલી પ્રક્રિયા દરમિયાન શોકવેવ્સ બની શકે છે. જ્યારે પ્લાઝ્મા ઊંચી ઝડપે એક સાથે ઝંપલાવે છે, ત્યારે બે પ્લાઝ્મા તરંગો ઊંચી ઝડપે શોકવેવ બનાવી શકે છે. પિંચ પ્લાઝ્મા બનાવવાની અન્ય રીતો શોધવી એ આ સમસ્યાનો સંભવિત ઉકેલ છે. સહાયક સિમ્યુલેશન દલીલ કરે છે કે વહેતી ચપટી દ્વારા ચોખ્ખી શક્તિ ~ 650 કિલોએમ્પ્સ (કેએ) સુધી પહોંચવા માટે પ્રવાહની જરૂર પડે છે. 2021 ના અંત સુધીમાં કંપની 500 કેએ સુધી પહોંચતા પ્રવાહો સાથે પરીક્ષણ કરી રહી હતી. ઉપકરણ ઝેપ એનર્જીએ ચપટીમાંથી આવતી સામગ્રીને શોષવા માટે પીગળેલા ધાબળા સાથે ચપટીને ઘેરી લેવાની દરખાસ્ત કરી હતી. આ અભિગમ ફર્સ્ટ લાઇટ ફ્યુઝન અને જનરલ ફ્યુઝન દ્વારા પ્રસ્તાવિત અભિગમ જેવો જ છે. પડકારો સ્કેલ-અપ માટે જરૂરી ઉચ્ચ ચપટી પ્રવાહો ઇલેક્ટ્રોડ ઓગળવા અને ઇલેક્ટ્રોડના ધોવાણની શક્યતા રજૂ કરે છે. અવકાશયાનના ઇલેક્ટ્રિક પ્રોપલ્શનના ક્ષેત્રમાં આ પ્રકારના ધોવાણ પર વ્યાપક સંશોધન કરવામાં આવ્યું છે. 2021 માં, ઝેપના કેથોડ્સ ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ સાથે કોટેડ કોપરમાંથી બનાવવામાં આવ્યા હતા, જેનો મહત્તમ ગલનબિંદુ 3,103 કેલ્વિન છે. ગ્રેફીન જેવી સામગ્રી સંભવિત ઉકેલ છે. મશીનો મોટા સ્થળ કદ, સક્રિય ઠંડક અથવા અન્ય કાર્ય-આસપાસ સાથે બનાવી શકાય છે. બીજી ટીકા એ છે કે ચુંબકીય અરીસાઓ, ટોકામક્સ અથવા અન્ય ફ્યુઝન અભિગમો જેવા ફ્યુઝન મશીનોની સરખામણીમાં સાંકડી પિંચ બીમની અંદર પ્લાઝ્માનું પ્રમાણ પ્રમાણમાં ઓછું હોય છે. આ ફ્યુઝન ઇંધણની માત્રાને મર્યાદિત કરે છે, અને ત્યારબાદ, ઊર્જાની માત્રા કે જે વહેતી ચપટીમાં બનાવી શકાય છે. ઉચ્ચ શોટ દર, બહુવિધ મશીનો અને લાંબા અને વિશાળ પિંચ બીમ એ તમામ સંભવિત ઉકેલો છે. ફ્યુઝન પાવર ઝેડ-પિંચ ન્યુક્લિયર ફ્યુઝનનો ઇતિહાસ ફ્યુઝન પાવર તકનીકોની સૂચિ સંદર્ભો બાહ્ય લિંક્સ સત્તાવાર વેબસાઇટ સિએટલ સ્થિત યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન કંપનીઓની ઊર્જા કંપનીઓ