Fusion power
ફ્યુઝન પાવર એ વીજ ઉત્પાદનનું સૂચિત સ્વરૂપ છે જે પરમાણુ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓમાંથી ગરમીનો ઉપયોગ કરીને વીજળી ઉત્પન્ન કરશે. ફ્યુઝન પ્રક્રિયામાં, બે હળવા અણુ કેન્દ્રક ઊર્જા મુક્ત કરતી વખતે ભારે કેન્દ્રક રચવા માટે ભેગા થાય છે. આ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરવા માટે રચાયેલ ઉપકરણોને ફ્યુઝન રિએક્ટર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ફ્યુઝન રિએક્ટરમાં સંશોધન 1940ના દાયકામાં શરૂ થયું હતું, પરંતુ 2023 સુધીમાં, કોઈ પણ ઉપકરણ ચોખ્ખી શક્તિ સુધી પહોંચ્યું નથી. ફ્યુઝન પ્રક્રિયાઓને પ્લાઝ્મા બનાવવા માટે પૂરતા તાપમાન, દબાણ અને કેદ સમય સાથે બળતણ અને મર્યાદિત વાતાવરણની જરૂર પડે છે જેમાં ફ્યુઝન થઈ શકે છે. આ આંકડાઓનું સંયોજન કે જે વીજ ઉત્પાદન પ્રણાલીમાં પરિણમે છે તે લોસન માપદંડ તરીકે ઓળખાય છે. તારાઓમાં, સૌથી સામાન્ય બળતણ હાઇડ્રોજન છે, અને ગુરુત્વાકર્ષણ અત્યંત લાંબો કેદનો સમય પૂરો પાડે છે જે ફ્યુઝન ઊર્જા ઉત્પાદન માટે જરૂરી પરિસ્થિતિઓ સુધી પહોંચે છે. સૂચિત ફ્યુઝન રિએક્ટર સામાન્ય રીતે ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રિટિયમ (અને ખાસ કરીને બંનેનું મિશ્રણ) જેવા ભારે હાઇડ્રોજન આઇસોટોપનો ઉપયોગ કરે છે, જે પ્રોટિયમ (સૌથી સામાન્ય હાઇડ્રોજન આઇસોટોપ) કરતાં વધુ સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે, જેથી તેઓ ઓછી આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓ સાથે લોસન માપદંડ જરૂરિયાતો સુધી પહોંચી શકે. મોટાભાગની ડિઝાઇન તેમના ઇંધણને આશરે 100 મિલિયન ડિગ્રી સુધી ગરમ કરવાનું લક્ષ્ય રાખે છે, જે સફળ ડિઝાઇનના ઉત્પાદનમાં મોટો પડકાર રજૂ કરે છે. ઉર્જાના સ્ત્રોત તરીકે, વિખંડનની સરખામણીમાં પરમાણુ સંલયનના ઘણા સંભવિત ફાયદા છે. આમાં કામગીરીમાં કિરણોત્સર્ગમાં ઘટાડો, થોડો ઉચ્ચ સ્તરનો પરમાણુ કચરો, પૂરતો ઇંધણ પુરવઠો અને સલામતીમાં વધારો સામેલ છે. જો કે, તાપમાન, દબાણ અને સમયગાળાનું જરૂરી સંયોજન વ્યવહારુ અને આર્થિક રીતે ઉત્પન્ન કરવું મુશ્કેલ સાબિત થયું છે. સામાન્ય પ્રતિક્રિયાઓને અસર કરતી બીજી સમસ્યા એ છે કે પ્રતિક્રિયા દરમિયાન મુક્ત થતા ન્યુટ્રોનનું સંચાલન કરવું, જે સમય જતાં પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં ઉપયોગમાં લેવાતી ઘણી સામાન્ય સામગ્રીને ઘટાડે છે. ફ્યુઝન સંશોધકોએ વિવિધ કેદની વિભાવનાઓની તપાસ કરી છે. પ્રારંભિક ભાર ત્રણ મુખ્ય પ્રણાલીઓ પર હતોઃ ઝેડ-પિંચ, તારામંડળ અને ચુંબકીય અરીસો. વર્તમાન અગ્રણી ડિઝાઇન ટોકમક અને લેસર દ્વારા જડતા બંધન (ICF) છે. બંને ડિઝાઇન ખૂબ મોટા પાયે સંશોધન હેઠળ છે, ખાસ કરીને ફ્રાન્સમાં ITER ટોકમાક અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં નેશનલ ઇગ્નીશન ફેસિલિટી (NIF) લેસર. સંશોધકો અન્ય ડિઝાઇનનો પણ અભ્યાસ કરી રહ્યા છે જે ઓછા ખર્ચાળ અભિગમો પ્રદાન કરી શકે છે. આ વિકલ્પો પૈકી, ચુંબકીય લક્ષ્ય સંલયન અને જડતા વિદ્યુતસ્થૈતિક બંધન અને તારામંડળની નવી વિવિધતાઓમાં રસ વધી રહ્યો છે. બેકગ્રાઉન્ડ મિકેનિઝમ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ ત્યારે થાય છે જ્યારે બે અથવા વધુ અણુ કેન્દ્રકો લાંબા સમય સુધી એટલા નજીક આવે છે કે તેમને એકસાથે ખેંચતા પરમાણુ બળ તેમને અલગ પાડતા વિદ્યુતસ્થૈતિક બળ કરતાં વધી જાય છે, તેમને ભારે કેન્દ્રકોમાં ફ્યુઝ કરે છે. આયર્ન-56 કરતા ભારે ન્યુક્લિયસ માટે, પ્રતિક્રિયા એન્ડોથર્મિક છે, જેમાં ઊર્જાના ઇનપુટની જરૂર પડે છે. આયર્ન કરતાં મોટા ભારે ન્યુક્લિયસમાં ઘણા વધુ પ્રોટોન હોય છે જે વધુ પ્રતિકારક બળમાં પરિણમે છે. આયર્ન-56 કરતા હળવા ન્યુક્લિયસ માટે, પ્રતિક્રિયા એક્ઝોથર્મિક હોય છે, જ્યારે તેઓ ફ્યુઝ થાય છે ત્યારે ઊર્જા મુક્ત કરે છે. હાઇડ્રોજનના ન્યુક્લિયસમાં એક જ પ્રોટોન હોવાથી, તેને ફ્યુઝન પ્રાપ્ત કરવા માટે ઓછામાં ઓછા પ્રયત્નોની જરૂર પડે છે, અને સૌથી વધુ ચોખ્ખી ઊર્જા ઉત્પાદન આપે છે. તેમાં એક ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી, હાઇડ્રોજન સંપૂર્ણપણે આયનીકરણ કરવા માટેનું સૌથી સરળ બળતણ છે. ન્યુક્લિયસ વચ્ચે પ્રતિકારક ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા મજબૂત બળ કરતાં મોટા અંતર પર કાર્ય કરે છે, જે લગભગ એક ફેમ્ટોમીટરની શ્રેણી ધરાવે છે-પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોનનો વ્યાસ. ફ્યુઝન શરૂ કરવા માટે સ્થિરવિદ્યુત પ્રતિકર્ષણને દૂર કરવા માટે મજબૂત બળ માટે બળતણ પરમાણુઓને એકબીજાની નજીક જવા માટે પૂરતી ગતિ ઊર્જા પૂરી પાડવી આવશ્યક છે. "કૂલમ્બ બેરિયર" એ બળતણ પરમાણુઓને પૂરતી નજીક ખસેડવા માટે જરૂરી ગતિ ઊર્જાનું પ્રમાણ છે. આ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે અણુઓને અત્યંત ઊંચા તાપમાને ગરમ કરી શકાય છે અથવા કણ પ્રવેગકમાં વેગ આપી શકાય છે. જ્યારે અણુ તેની આયનીકરણ ઊર્જાથી આગળ ગરમ થાય છે ત્યારે તે તેના ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે. આયન એ પરિણામી બેઅર ન્યુક્લિયસનું નામ છે. આ આયનીકરણનું પરિણામ પ્લાઝ્મા છે, જે આયનો અને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનનું ગરમ વાદળ છે જે અગાઉ તેમની સાથે બંધાયેલું હતું. પ્લાઝમા વિદ્યુત સંચાલિત અને ચુંબકીય રીતે નિયંત્રિત હોય છે કારણ કે ચાર્જ અલગ હોય છે. આનો ઉપયોગ ઘણા ફ્યુઝન ઉપકરણો દ્વારા ગરમ કણોને મર્યાદિત કરવા માટે થાય છે. ક્રોસ સેક્શન પ્રતિક્રિયાનો ક્રોસ સેક્શન, જે σ તરીકે સૂચવવામાં આવે છે, તે ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા થવાની સંભાવનાને માપે છે. આ બે કેન્દ્રકોના સાપેક્ષ વેગ પર આધાર રાખે છે. ઉચ્ચ સાપેક્ષ વેગ સામાન્ય રીતે સંભાવનામાં વધારો કરે છે, પરંતુ ખૂબ ઊંચી ઊર્જા પર સંભાવના ફરીથી ઘટવાનું શરૂ કરે છે. પ્લાઝ્મામાં, કણના વેગને સંભાવના વિતરણનો ઉપયોગ કરીને વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. જો પ્લાઝમાનું ઉષ્મીયકરણ કરવામાં આવે, તો વિતરણ ગૌસીયન વળાંક અથવા મેક્સવેલ-બોલ્ટ્ઝમેન વિતરણ જેવું લાગે છે. આ કિસ્સામાં, વેગ વિતરણ પર સરેરાશ કણ ક્રોસ સેક્શનનો ઉપયોગ કરવો ઉપયોગી છે. આને વોલ્યુમેટ્રિક ફ્યુઝન રેટમાં દાખલ કરવામાં આવે છેઃ જ્યાંઃ ફ્યુઝન દ્વારા બનાવવામાં આવેલી ઊર્જા છે, પ્રતિ સમય અને વોલ્યુમ n એ પ્રજાતિઓ A અથવા B ની સંખ્યા ઘનતા છે, વોલ્યુમમાંના કણો તે પ્રતિક્રિયાનો ક્રોસ સેક્શન છે, સરેરાશ બે પ્રજાતિઓના તમામ વેગ પર v એ તે ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા દ્વારા મુક્ત ઊર્જા છે. લોસન માપદંડ લોસન માપદંડ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓમાં ઉત્પન્ન થતી ઊર્જા અને પર્યાવરણમાં ખોવાઈ રહેલી ઊર્જા વચ્ચેના ઊર્જા સંતુલનને ધ્યાનમાં લે છે. ઉપયોગી ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે, પ્રણાલીએ ગુમાવે તેના કરતા વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવી પડશે. લોસને ઊર્જા સંતુલન ધારણ કર્યું હતું, જે નીચે દર્શાવેલ છે. જ્યાંઃ ફ્યુઝનમાંથી ચોખ્ખી શક્તિ એ ફ્યુઝનના આઉટપુટને પકડવાની કાર્યક્ષમતા છે ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા પેદા થતી ઊર્જાનો દર એ ઊર્જાસભર દળ તરીકે વહનની ખોટ છે પ્લાઝ્મા એ કિરણોત્સર્ગની ખોટ છે કારણ કે ઊર્જા પ્રકાશ તરીકે છોડે છે. ફ્યુઝનનો દર, અને આમ ફ્યુઝન, પ્લાઝ્માના તાપમાન અને ઘનતા પર આધાર રાખે છે. પ્લાઝ્મા વહન અને કિરણોત્સર્ગ દ્વારા ઊર્જા ગુમાવે છે. વહન ત્યારે થાય છે જ્યારે આયનો, ઇલેક્ટ્રોન અથવા તટસ્થ પદાર્થો અન્ય પદાર્થો પર અસર કરે છે, ખાસ કરીને ઉપકરણની સપાટી પર, અને તેમની ગતિ ઊર્જાનો એક ભાગ અન્ય અણુઓમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. વહનનો દર પણ તાપમાન અને ઘનતા પર આધારિત છે. કિરણોત્સર્ગ એ ઊર્જા છે જે વાદળને પ્રકાશ તરીકે છોડી દે છે. તાપમાનની સાથે સાથે આયનોના જથ્થામાં પણ કિરણોત્સર્ગ વધે છે. ફ્યુઝન પાવર સિસ્ટમોએ એવા પ્રદેશમાં કામ કરવું જોઈએ જ્યાં ફ્યુઝનનો દર નુકસાન કરતાં વધારે હોય. ટ્રિપલ પ્રોડક્ટઃ ઘનતા, તાપમાન, સમય લોસન માપદંડ એવી દલીલ કરે છે કે થર્મલાઇઝ્ડ અને અર્ધ-તટસ્થ પ્લાઝ્મા ધરાવતા મશીનને તેના ઉર્જા નુકસાનને દૂર કરવા માટે પૂરતી ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવી પડે છે. આપેલ કદમાં મુક્ત થતી ઊર્જાની માત્રા એ તાપમાનનું કાર્ય છે, અને આમ પ્રતિ કણોના આધારે પ્રતિક્રિયા દર, તે કદમાં રહેલા કણોની ઘનતા, અને અંતે બંધનનો સમય, તે સમયની લંબાઈ કે જે ઊર્જા કદમાં રહે છે. આને "ટ્રિપલ પ્રોડક્ટ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છેઃ પ્લાઝમાની ઘનતા, તાપમાન અને કેદનો સમય. ચુંબકીય બંધનમાં, "સારા શૂન્યાવકાશ" ના ક્રમમાં ઘનતા ઓછી હોય છે. દાખલા તરીકે, ITER ઉપકરણમાં બળતણની ઘનતા લગભગ છે, જે વાતાવરણની ઘનતાના દસ લાખમાં ભાગની છે. આનો અર્થ એ છે કે તાપમાન અને/અથવા કેદનો સમય વધવો જ જોઇએ. 1970 ના દાયકાની શરૂઆતમાં વિકસાવવામાં આવેલી વિવિધ ગરમી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને ફ્યુઝન-સંબંધિત તાપમાન પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું છે. આધુનિક મશીનોમાં, મુખ્ય બાકી રહેલો મુદ્દો કેદનો સમય હતો. મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રોમાં પ્લાઝમા સંખ્યાબંધ અંતર્ગત અસ્થિરતાને આધિન હોય છે, જેને ઉપયોગી સમયગાળા સુધી પહોંચવા માટે દબાવવું આવશ્યક છે. આવું કરવાની એક રીત એ છે કે રિએક્ટરનું કદ મોટું કરવું, જે શાસ્ત્રીય પ્રસરણને કારણે લિકેજના દરને ઘટાડે છે. આ જ કારણ છે કે આઈ. ટી. ઈ. આર. આટલો મોટો છે. તેનાથી વિપરીત, જડત્વીય બંધન પ્રણાલીઓ ઉચ્ચ ઘનતા દ્વારા ઉપયોગી ત્રણ ગુણાંક ઉત્પાદન મૂલ્યોનો સંપર્ક કરે છે, અને ટૂંકા કારાવાસ અંતરાલો ધરાવે છે. એનઆઈએફમાં, પ્રારંભિક સ્થિર હાઇડ્રોજન ઇંધણના ભારની ઘનતા પાણી કરતાં ઓછી હોય છે જે સીસાની ઘનતા કરતાં લગભગ 100 ગણી વધી જાય છે. આ પરિસ્થિતિઓમાં, ફ્યુઝનનો દર એટલો ઊંચો હોય છે કે ઇંધણને અલગ પાડવા માટે પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા પેદા થતી ગરમી માટે માઇક્રોસેકન્ડ્સમાં ફ્યુઝ થાય છે. એનઆઈએફ પણ મોટું હોવા છતાં, આ તેની "ડ્રાઇવર" ડિઝાઇનનું કાર્ય છે, જે ફ્યુઝન પ્રક્રિયામાં સહજ નથી. ફ્યુઝન દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ઊર્જાને પકડવા માટે બહુવિધ અભિગમોની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે. સૌથી સરળ છે પ્રવાહીને ગરમ કરવું. સામાન્ય રીતે લક્ષિત ડી-ટી પ્રતિક્રિયા તેની મોટાભાગની ઊર્જાને ઝડપથી ચાલતા ન્યુટ્રોન તરીકે મુક્ત કરે છે. વિદ્યુત તટસ્થ, ન્યુટ્રોનને બંધન યોજનાથી કોઈ અસર થતી નથી. મોટાભાગની ડિઝાઇનમાં, તે રિએક્ટર કોરની આસપાસ લિથિયમના જાડા "ધાબળા" માં કેદ કરવામાં આવે છે. જ્યારે ઉચ્ચ-ઊર્જા ન્યુટ્રોન દ્વારા પ્રહાર કરવામાં આવે છે, ત્યારે ધાબળો ગરમ થાય છે. પછી તેને સક્રિય રીતે કાર્યરત પ્રવાહી સાથે ઠંડુ કરવામાં આવે છે જે ટર્બાઇનને પાવર ઉત્પન્ન કરવા માટે ચલાવે છે. અન્ય ડિઝાઇનમાં પરમાણુ કચરાના ધાબળામાં વિખંડન બળતણ પેદા કરવા માટે ન્યુટ્રોનનો ઉપયોગ કરવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી, જે વિખંડન-ફ્યુઝન સંકર તરીકે ઓળખાતી વિભાવના છે. આ પ્રણાલીઓમાં, વિખંડનની ઘટનાઓ દ્વારા વીજ ઉત્પાદનમાં વધારો થાય છે, અને પરંપરાગત વિખંડન રિએક્ટર જેવી પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ કરીને શક્તિ કાઢવામાં આવે છે. અન્ય ઇંધણનો ઉપયોગ કરતી રચનાઓ, ખાસ કરીને પ્રોટોન-બોરોન એન્યુટ્રોનિક ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા, તેમની વધુ ઊર્જાને ચાર્જ કણોના સ્વરૂપમાં મુક્ત કરે છે. આ કિસ્સાઓમાં, આ ચાર્જની હિલચાલ પર આધારિત વીજ નિષ્કર્ષણ પ્રણાલીઓ શક્ય છે. 1980ના દાયકામાં લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી (એલ. એલ. એન. એલ.) ખાતે ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોનો સીધો ઉપયોગ કરીને વોલ્ટેજ જાળવવાની પદ્ધતિ તરીકે પ્રત્યક્ષ ઊર્જા રૂપાંતરણ વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. આ 48 ટકા ઊર્જા કેપ્ચર કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે. પ્લાઝમા વર્તન પ્લાઝમા એ આયનીકૃત ગેસ છે જે વીજળીનું સંચાલન કરે છે. જથ્થામાં, તે મેગ્નેટોહાઇડ્રોડાયનેમિક્સનો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે, જે પ્રવાહીને સંચાલિત કરતા નેવિયર-સ્ટોક્સ સમીકરણો અને ચુંબકીય અને વિદ્યુત ક્ષેત્રો કેવી રીતે વર્તે છે તે સંચાલિત કરતા મેક્સવેલના સમીકરણોનું સંયોજન છે. ફ્યુઝન કેટલાક પ્લાઝ્મા ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ સ્વ-સંગઠિત પ્લાઝ્મા વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોનું સંચાલન કરે છે. તેની ગતિ ક્ષેત્રો પેદા કરે છે જે બદલામાં તેને સમાવી શકે છે. ડાયમેગ્નેટિક પ્લાઝ્મા તેનું પોતાનું આંતરિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર પેદા કરી શકે છે. આ બાહ્ય રીતે લાગુ કરવામાં આવેલા ચુંબકીય ક્ષેત્રને નકારી શકે છે, જે તેને ડાયમેગ્નેટિક બનાવે છે. ચુંબકીય અરીસાઓ પ્લાઝમાને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે જ્યારે તે નીચા ઘનતા ક્ષેત્રમાંથી ઉચ્ચ ઘનતા ક્ષેત્ર તરફ આગળ વધે છે. : 24 પદ્ધતિઓ ચુંબકીય બંધન ટોકમકઃ સૌથી સારી રીતે વિકસિત અને સારી રીતે ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવેલ અભિગમ. આ પદ્ધતિ ચુંબકીય રીતે મર્યાદિત ટોરસમાં ગરમ પ્લાઝમાને આંતરિક પ્રવાહ સાથે ચલાવે છે. જ્યારે પૂર્ણ થશે, ત્યારે આઇ. ટી. ઇ. આર. વિશ્વનું સૌથી મોટું ટોકમક બની જશે. સપ્ટેમ્બર 2018 સુધીમાં વિશ્વભરમાં અંદાજે 226 પ્રાયોગિક ટોકામાકનું આયોજન કરવામાં આવ્યું હતું, તેને નિષ્ક્રિય કરવામાં આવ્યું હતું અથવા તેનું સંચાલન કરવામાં આવ્યું હતું (50). ગોળાકાર ટોકમકઃ ગોળાકાર ટોરસ તરીકે પણ ઓળખાય છે. ગોળાકાર આકાર સાથે ટોકમક પરની વિવિધતા. તારામંડળઃ ગરમ પ્લાઝ્માની વળેલી વીંટીઓ. તારામંડળ બાહ્ય ચુંબકનો ઉપયોગ કરીને કુદરતી ટ્વિસ્ટેડ પ્લાઝ્મા પાથ બનાવવાનો પ્રયાસ કરે છે. સ્ટેલારેટર 1950માં લાઇમન સ્પિટ્ઝર દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યા હતા અને ચાર ડિઝાઇનમાં વિકસિત થયા હતાઃ ટોર્સટ્રોન, હેલિયોટ્રોન, હેલિયાક અને હેલિયાસ. એક ઉદાહરણ વેન્ડેલસ્ટીન 7-એક્સ, એક જર્મન ઉપકરણ છે. તે વિશ્વનું સૌથી મોટું તારામંડળ છે. આંતરિક રિંગ્સઃ તારામંડળો બાહ્ય ચુંબકનો ઉપયોગ કરીને ટ્વિસ્ટેડ પ્લાઝ્મા બનાવે છે, જ્યારે ટોકામક્સ પ્લાઝ્મામાં પ્રેરિત પ્રવાહનો ઉપયોગ કરીને આમ કરે છે. ડિઝાઇનના કેટલાક વર્ગો પ્લાઝ્માની અંદર વાહકનો ઉપયોગ કરીને આ વળાંક પ્રદાન કરે છે. પ્રારંભિક ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે પ્લાઝ્મા અને વાહક માટેના આધાર વચ્ચેની અથડામણ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ તેને બદલી શકે તેના કરતા વધુ ઝડપથી ઊર્જાને દૂર કરશે. લેવિટેટેડ ડાયપોલ એક્સપેરિમેન્ટ (એલડીએક્સ) સહિત આધુનિક વિવિધતાઓ, નક્કર સુપરકન્ડક્ટિંગ ટોરસનો ઉપયોગ કરે છે જે રિએક્ટર ચેમ્બરની અંદર ચુંબકીય રીતે લેવિટેટ થાય છે. મેગ્નેટિક મિરરઃ 1960ના દાયકામાં લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી (એલ. એલ. એન. એલ.) ખાતે રિચાર્ડ એફ. પોસ્ટ અને ટીમો દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. ચુંબકીય અરીસાઓ એક રેખામાં આગળ અને પાછળ પ્લાઝમાને પ્રતિબિંબિત કરે છે. વિવિધતામાં ટેન્ડમ મિરર, ચુંબકીય બોટલ અને બાયકોનિક કસ્પનો સમાવેશ થાય છે. 1970 અને 1980ના દાયકામાં યુ. એસ. સરકાર દ્વારા મુખ્યત્વે એલ. એલ. એન. એલ. ખાતે મિરર મશીનોની શ્રેણીનું નિર્માણ કરવામાં આવ્યું હતું. જો કે, 1970ના દાયકાની ગણતરીઓએ અંદાજ મૂક્યો હતો કે આ ક્યારેય વ્યાવસાયિક રીતે ઉપયોગી થશે તેવી શક્યતા નથી. બમ્પી ટોરસઃ સંખ્યાબંધ ચુંબકીય અરીસાઓને ટોરોઇડલ રિંગમાં અંતથી અંત સુધી ગોઠવવામાં આવે છે. કોઈપણ બળતણ આયન કે જે એકમાંથી બહાર નીકળે છે તે પડોશી અરીસામાં મર્યાદિત હોય છે, જે પ્લાઝ્મા દબાણને નુકસાન વિના મનસ્વી રીતે ઊંચું કરવાની મંજૂરી આપે છે. એક પ્રાયોગિક સુવિધા, ઇ. એલ. એમ. ઓ. બમ્પી ટોરસ અથવા ઇ. બી. ટી. નું 1970ના દાયકામાં ઓક રિજ નેશનલ લેબોરેટરી (ઓ. આર. એન. એલ.) ખાતે નિર્માણ અને પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. ક્ષેત્ર-વિપરીત રૂપરેખાંકનઃ આ ઉપકરણ પ્લાઝમાને સ્વ-સંગઠિત અર્ધ-સ્થિર માળખામાં ફસાવશે; જ્યાં કણની ગતિ આંતરિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે જે પછી પોતાને ફસાવશે. સ્ફેરોમેકઃ ક્ષેત્ર-વિપરીત રૂપરેખાંકન જેવું જ, અર્ધ-સ્થિર પ્લાઝ્મા માળખું પ્લાઝમાના સ્વ-ઉત્પન્ન ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે. સ્ફેરોમેકમાં ટોરોઇડલ અને પોલોઇડલ એમ બંને ક્ષેત્રો હોય છે, જ્યારે ફિલ્ડ-રિવર્સ રૂપરેખાંકનમાં કોઈ ટોરોઇડલ ક્ષેત્ર હોતું નથી. ડાયનોમેક એ એક સ્ફેરોમેક છે જે સતત ચુંબકીય પ્રવાહ ઈન્જેક્શનનો ઉપયોગ કરીને રચાય છે અને ટકી રહે છે. રિવર્સ ફિલ્ડ પિંચઃ અહીં પ્લાઝ્મા રિંગની અંદર જાય છે. તેમાં આંતરિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે. આ વીંટીના કેન્દ્રમાંથી બહાર નીકળીને, ચુંબકીય ક્ષેત્ર વિપરીત દિશામાં જાય છે. ઇનર્ટિઅલ કન્ફિનમેન્ટ ઇનડાયરેક્ટ ડ્રાઇવઃ લેસર હોહલ્રામ તરીકે ઓળખાતી રચનાને ગરમ કરે છે જે એટલી ગરમ થઈ જાય છે કે તે એક્સ-રે પ્રકાશ ફેલાવવાનું શરૂ કરે છે. આ એક્સ-રે બળતણની ગોળીને ગરમ કરે છે, જેના કારણે તે બળતણને સંકુચિત કરવા માટે અંદરની તરફ તૂટી પડે છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરતી સૌથી મોટી પ્રણાલી રાષ્ટ્રીય ઇગ્નીશન સુવિધા છે, જે લેસર મેગાજૂલ દ્વારા નજીકથી અનુસરવામાં આવે છે. ડાયરેક્ટ ડ્રાઇવઃ લેસર સીધા ઇંધણ ગોળીને ગરમ કરે છે. લેબોરેટરી ફોર લેસર એનર્જેટિક્સ (LLE) અને GEKKO XII સુવિધાઓમાં નોંધપાત્ર ડાયરેક્ટ ડ્રાઇવ પ્રયોગો હાથ ધરવામાં આવ્યા છે. ઉચ્ચ-ઘનતા ધરાવતો પ્લાઝ્મા ઉત્પન્ન કરતી સમપ્રમાણતાવાળી આંતરિક આઘાત તરંગ પેદા કરવા માટે સારા ઇમ્પ્લોઝન માટે સંપૂર્ણ આકારની નજીક બળતણ ગોળીઓની જરૂર પડે છે. ઝડપી ઇગ્નીશનઃ આ પદ્ધતિમાં બે લેસર વિસ્ફોટનો ઉપયોગ થાય છે. પ્રથમ વિસ્ફોટ ફ્યુઝન ઇંધણને સંકુચિત કરે છે, જ્યારે બીજો તેને પ્રજ્વલિત કરે છે. આ તકનીકે ઊર્જા ઉત્પાદન માટે તરફેણ ગુમાવી દીધી હતી. મેગ્નેટો-ઇનર્ટિઅલ ફ્યુઝન અથવા મેગ્નેટિઝ્ડ લાઇનર ઇનર્ટિઅલ ફ્યુઝનઃ આ ચુંબકીય ચપટી સાથે લેસર પલ્સને જોડે છે. પિંચ સમુદાય તેને ચુંબકીય લાઇનર જડતા ફ્યુઝન તરીકે ઓળખાવે છે જ્યારે આઇ. સી. એફ. સમુદાય તેને મેગ્નેટો-જડતા ફ્યુઝન તરીકે ઓળખાવે છે. આયન બીમ-આયન બીમ બળતણને ગરમ કરવા માટે લેસર બીમનું સ્થાન લે છે. મુખ્ય તફાવત એ છે કે બીમ સમૂહને કારણે વેગ ધરાવે છે, જ્યારે લેસરો નથી. 2019 સુધીમાં તે અસંભવિત લાગે છે કે આયન બીમ અવકાશી રીતે અને સમયસર પૂરતા પ્રમાણમાં કેન્દ્રિત થઈ શકે છે. ઝેડ-મશીનઃ પાતળા ટંગસ્ટન વાયર દ્વારા વિદ્યુત પ્રવાહ મોકલે છે, તેમને એક્સ-રે પેદા કરવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં ગરમ કરે છે. પરોક્ષ ડ્રાઇવ અભિગમની જેમ, આ એક્સ-રે પછી ઇંધણ કેપ્સ્યૂલને સંકુચિત કરે છે. ચુંબકીય અથવા વિદ્યુત પિન્ચ ઝેડ-પિંચઃ પ્રવાહ પ્લાઝ્મા દ્વારા ઝેડ-દિશામાં પ્રવાસ કરે છે. પ્રવાહ ચુંબકીય ક્ષેત્ર પેદા કરે છે જે પ્લાઝમાને સંકુચિત કરે છે. માનવ નિર્મિત નિયંત્રિત ફ્યુઝન માટેની પ્રથમ પદ્ધતિ પિંચ હતી. ઝેડ-પિંચ અંતર્ગત અસ્થિરતા ધરાવે છે જે તેના સંકોચન અને ગરમીને વ્યવહારુ સંમિશ્રણ માટે ખૂબ નીચા મૂલ્યો સુધી મર્યાદિત કરે છે. આ પ્રકારનું સૌથી મોટું મશીન, યુકેની ઝેડઇટીએ, આ પ્રકારનો છેલ્લો મોટો પ્રયોગ હતો. ઝેડ-પિંચની સમસ્યાઓ ટોકમક ડિઝાઇન તરફ દોરી ગઈ. ગાઢ પ્લાઝ્મા ફોકસ સંભવતઃ બહેતર વિવિધતા છે. થીટા-પિંચઃ થીટા દિશામાં પ્લાઝ્મા સ્તંભની બહારની આસપાસ વર્તમાન વર્તુળો. આ પ્લાઝ્માના કેન્દ્રની નીચે ચાલી રહેલા ચુંબકીય ક્ષેત્રને પ્રેરિત કરે છે, તેની આસપાસના વિપરીત. પ્રારંભિક થીટા-પિંચ ઉપકરણ સ્કાયલા એ ફ્યુઝનને નિર્ણાયક રીતે દર્શાવનાર પ્રથમ હતું, પરંતુ પછીના કાર્યમાં દર્શાવવામાં આવ્યું કે તેની અંતર્ગત મર્યાદાઓ હતી જેણે તેને વીજ ઉત્પાદન માટે અનિચ્છનીય બનાવી હતી. શીઅર્ડ ફ્લો સ્ટેબિલાઇઝ્ડ ઝેડ-પિંચઃ ઉરી શુમલક હેઠળ યુનિવર્સિટી ઓફ વોશિંગ્ટન ખાતેના સંશોધને ઝેડ-પિંચ રિએક્ટરની અસ્થિરતાને સરળ બનાવવા માટે શીઅર્ડ-ફ્લો સ્ટેબિલાઇઝેશનના ઉપયોગની તપાસ કરી. આમાં ચપટીની ધરી સાથે તટસ્થ ગેસને વેગ આપવાનો સમાવેશ થાય છે. પ્રાયોગિક મશીનોમાં ફુઝેડઇ અને ઝેપ ફ્લો ઝેડ-પિંચ પ્રાયોગિક રિએક્ટરોનો સમાવેશ થાય છે. 2017 માં, બ્રિટિશ તકનીકી રોકાણકાર અને ઉદ્યોગસાહસિક બેન્જ કોનવેએ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ બ્રાયન નેલ્સન અને ઉરી શુમલક સાથે મળીને વીજ ઉત્પાદન માટે તકનીકીનું વ્યાપારીકરણ કરવાનો પ્રયાસ કરવા માટે ઝેપ એનર્જીની સહ-સ્થાપના કરી હતી. સ્ક્રૂ પિંચઃ આ પદ્ધતિ સુધારેલા સ્થિરીકરણ માટે થીટા અને ઝેડ-પિંચને જોડે છે. જડતા વિદ્યુતસ્થૈતિક બંધન ફ્યુઝરઃ વિદ્યુત ક્ષેત્ર આયનને સંમિશ્રણની સ્થિતિમાં ગરમ કરે છે. મશીન સામાન્ય રીતે બે ગોળાકાર પાંજરાનો ઉપયોગ કરે છે, કેથોડ એનોડની અંદર, શૂન્યાવકાશની અંદર. આ મશીનોને તેમના ઊંચા વહન અને કિરણોત્સર્ગના નુકસાનને કારણે ચોખ્ખી શક્તિ માટે વ્યવહારુ અભિગમ માનવામાં આવતા નથી. તેઓ એટલા સરળ છે કે શોખીનોએ તેમનો ઉપયોગ કરીને અણુઓને સંયોજિત કર્યા છે. પોલિવેલઃ પાંજરા દ્વારા પેદા થતા વહન નુકસાનને ટાળવા માટે, વિદ્યુતસ્થૈતિક ક્ષેત્રો સાથે ચુંબકીય બંધનને જોડવાનો પ્રયાસ. અન્ય ચુંબકીય લક્ષ્ય સંલયનઃ ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરીને ગરમ પ્લાઝમાને મર્યાદિત કરે છે અને જડતાનો ઉપયોગ કરીને તેને સંકોચાય છે. ઉદાહરણોમાં LANL FRX-L મશીન, જનરલ ફ્યુઝન (લિક્વિડ મેટલ લાઇનર સાથે પિસ્ટન કમ્પ્રેશન), હાયપરજેટ ફ્યુઝન (પ્લાઝ્મા લાઇનર સાથે પ્લાઝ્મા જેટ કમ્પ્રેશન) નો સમાવેશ થાય છે. અનિયંત્રિતઃ ફ્યુઝનને ઉત્તેજીત કરવા માટે અનિયંત્રિત વિખંડન વિસ્ફોટોનો ઉપયોગ કરીને માણસ દ્વારા ફ્યુઝનની શરૂઆત કરવામાં આવી છે. ફ્યુઝન પાવર માટેની પ્રારંભિક દરખાસ્તોમાં પ્રતિક્રિયાઓ શરૂ કરવા માટે બોમ્બનો ઉપયોગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. પ્રોજેક્ટ PACER જુઓ. બીમ ફ્યુઝનઃ અન્ય બીમ અથવા લક્ષ્ય પર છોડવામાં આવેલા ઉચ્ચ ઊર્જાના કણોની બીમ ફ્યુઝન શરૂ કરી શકે છે. આનો ઉપયોગ 1970 અને 1980 ના દાયકામાં ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓના ક્રોસ સેક્શનનો અભ્યાસ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. જો કે બીમ સિસ્ટમનો ઉપયોગ શક્તિ માટે કરી શકાતો નથી કારણ કે બીમ સુસંગત રાખવા માટે ફ્યુઝન કરતાં વધુ ઊર્જા લે છે. મ્યુઓન-ઉત્પ્રેરક સંલયનઃ આ અભિગમ હાઇડ્રોજનના આઇસોટોપના ડાયટોમિક અણુઓમાં ઇલેક્ટ્રોનને મ્યુઓન સાથે બદલે છે-સમાન વિદ્યુત ચાર્જવાળા વધુ વિશાળ કણો. તેમનું મોટું દળ ન્યુક્લિયસને એટલું સંકુચિત કરે છે કે મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ફ્યુઝનનું કારણ બની શકે છે. 2007 સુધીમાં મ્યુઓનનું ઉત્પાદન કરવા માટે મ્યુઓન-ઉત્પ્રેરક સંમિશ્રણમાંથી મેળવી શકાય તે કરતાં વધુ ઊર્જાની જરૂર હતી. સામાન્ય સાધનો ફ્યુઝન હીટિંગ, માપન અને વીજ ઉત્પાદનને સંબોધવા માટે બહુવિધ પ્રોજેક્ટ્સમાં ઘણા અભિગમો, સાધનો અને પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ન્યુરલ નેટવર્ક્સ ટોકમક-આધારિત રિએક્ટરને નિયંત્રિત કરવા માટે ઊંડા મજબૂતીકરણ શીખવાની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. AI પ્લાઝ્માનું સંચાલન કરવા માટે ચુંબકીય કોઇલમાં હેરફેર કરવામાં સક્ષમ હતું. સિસ્ટમ યોગ્ય વર્તણૂક (પગલું-આધારિત સિસ્ટમો કરતાં વધુ જટિલ) જાળવવા માટે સતત સમાયોજિત કરવામાં સક્ષમ હતી. 2014 માં, ગૂગલે પ્લાઝ્મા વર્તનની આગાહી કરવા માટે જોઇન્ટ યુરોપિયન ટોરસ (જે. ઇ. ટી.) ને નિયંત્રિત કરવા માટે કેલિફોર્નિયા સ્થિત ફ્યુઝન કંપની ટી. એ. ઈ. ટેક્નોલોજીસ સાથે કામ કરવાનું શરૂ કર્યું. ડીપમાઇન્ડે ટી. સી. વી. સાથે નિયંત્રણ યોજના પણ વિકસાવી છે. ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક હીટિંગઃ વિદ્યુત ક્ષેત્ર ચાર્જ કરેલા આયનો અથવા ઇલેક્ટ્રોન પર કામ કરી શકે છે, તેમને ગરમ કરી શકે છે. ન્યુટ્રલ બીમ ઈન્જેક્શનઃ હાઇડ્રોજનને વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા આયનીકરણ કરવામાં આવે છે અને ચાર્જ્ડ બીમ બનાવવા માટે વેગ આપવામાં આવે છે જે તટસ્થ હાઇડ્રોજન ગેસના સ્ત્રોત દ્વારા પ્લાઝ્મા તરફ ચમકવામાં આવે છે જે પોતે આયનીકરણ થાય છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા સમાયેલ હોય છે. કેટલાક મધ્યવર્તી હાઇડ્રોજન ગેસને ચાર્જ કરેલા બીમ સાથે અથડામણ દ્વારા પ્લાઝ્મા તરફ વેગ આપવામાં આવે છે જ્યારે તે તટસ્થ રહે છેઃ આ તટસ્થ બીમ આમ ચુંબકીય ક્ષેત્રથી અપ્રભાવિત રહે છે અને તેથી પ્લાઝ્મા સુધી પહોંચે છે. એકવાર પ્લાઝ્માની અંદર ગયા પછી તટસ્થ બીમ અથડામણ દ્વારા પ્લાઝ્માને ઊર્જા પ્રસારિત કરે છે જે તેને આયનીકરણ કરે છે અને તેને ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા સમાવવા દે છે, જેનાથી એક જ કામગીરીમાં રિએક્ટરને ગરમ અને રિફ્યુઅલિંગ બંને થાય છે. ચાર્જ કરેલા બીમનો બાકીનો ભાગ ચુંબકીય ક્ષેત્રો દ્વારા ઠંડા બીમ ડમ્પ પર વાળવામાં આવે છે. રેડિયો ફ્રિક્વન્સી હીટિંગઃ રેડિયો તરંગ પ્લાઝમાને ઓસિલેટ કરે છે (એટલે કે, માઇક્રોવેવ ઓવન). આને ઇલેક્ટ્રોન સાયક્લોટ્રોન રેઝોનન્સ હીટિંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે ગાયરોટ્રોન અથવા ડાઇલેક્ટ્રિક હીટિંગનો ઉપયોગ કરીને. ચુંબકીય પુનઃ જોડાણઃ જ્યારે પ્લાઝ્મા ગાઢ બને છે, ત્યારે તેના વિદ્યુતચુંબકીય ગુણધર્મો બદલાઈ શકે છે, જે ચુંબકીય પુનઃ જોડાણ તરફ દોરી શકે છે. પુનઃ જોડાણ ફ્યુઝનમાં મદદ કરે છે કારણ કે તે તરત જ ઊર્જાને પ્લાઝ્મામાં ફેંકી દે છે, તેને ઝડપથી ગરમ કરે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઊર્જાનો 45 ટકા ભાગ આયનોને ગરમ કરી શકે છે. ચુંબકીય ઓસિલેશનઃ ચુંબકીય દિવાલની અંદર મર્યાદિત પ્લાઝમાને ગરમ કરતી ચુંબકીય કોઇલને વિવિધ વિદ્યુત પ્રવાહો પૂરા પાડી શકાય છે. એન્ટિપ્રોટોનનો નાશઃ ફ્યુઝન ઇંધણના જથ્થામાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવેલા એન્ટિપ્રોટોન થર્મોન્યૂક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓને પ્રેરિત કરી શકે છે. એન્ટીમેટર-કેટલાઈઝ્ડ ન્યુક્લિયર પલ્સ પ્રોપલ્શન તરીકે ઓળખાતી અવકાશયાન પ્રોપલ્શનની પદ્ધતિ તરીકેની આ સંભાવનાની પેન્સિલવેનિયા સ્ટેટ યુનિવર્સિટીમાં પ્રસ્તાવિત AIMSTAR પ્રોજેક્ટના સંબંધમાં તપાસ કરવામાં આવી હતી. માપન ફ્યુઝન વૈજ્ઞાનિક રિએક્ટરનું નિદાન અત્યંત જટિલ અને વૈવિધ્યસભર છે. ફ્યુઝન પાવર રિએક્ટર માટે જરૂરી નિદાન વિવિધ હશે પરંતુ વૈજ્ઞાનિક રિએક્ટરની તુલનામાં ઓછું જટિલ હશે કારણ કે વ્યાપારીકરણના સમય સુધીમાં, ઘણા વાસ્તવિક-સમયના પ્રતિસાદ અને નિયંત્રણ નિદાનને પૂર્ણ કરવામાં આવ્યા હશે. જો કે, વ્યાપારી ફ્યુઝન રિએક્ટરનું કાર્યકારી વાતાવરણ વૈજ્ઞાનિક રિએક્ટરની તુલનામાં નિદાન પ્રણાલીઓ માટે વધુ સખત હશે કારણ કે સતત કામગીરીમાં ઉચ્ચ પ્લાઝ્મા તાપમાન અને ઉચ્ચ સ્તરના ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશનનો સમાવેશ થઈ શકે છે. ઘણા સૂચિત અભિગમોમાં, વ્યાપારીકરણ માટે ડાયવર્ટર વાયુઓને માપવા અને અલગ કરવાની વધારાની ક્ષમતાની જરૂર પડશે, ઉદાહરણ તરીકે હિલીયમ અને અશુદ્ધિઓ, અને બળતણ સંવર્ધન પર દેખરેખ રાખવા માટે, ઉદાહરણ તરીકે ટ્રિટિયમ સંવર્ધન પ્રવાહી લિથિયમ લાઇનરની સ્થિતિ. નીચે કેટલીક મૂળભૂત તકનીકો છે. ફ્લક્સ લૂપઃ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં વાયરની લૂપ દાખલ કરવામાં આવે છે. જેમ જેમ ક્ષેત્ર લૂપમાંથી પસાર થાય છે, તેમ તેમ પ્રવાહ બને છે. કરંટ તે લૂપમાંથી કુલ ચુંબકીય પ્રવાહને માપે છે. આનો ઉપયોગ નેશનલ કોમ્પેક્ટ સ્ટેલર પ્રયોગ, પોલિવેલ અને એલડીએક્સ મશીનો પર કરવામાં આવ્યો છે. એક લેંગમુઇર પ્રોબ, પ્લાઝ્મામાં મૂકવામાં આવેલી ધાતુની વસ્તુ, નો ઉપયોગ કરી શકાય છે. તેના પર પોટેન્શિયલ લાગુ કરવામાં આવે છે, જે તેને આસપાસના પ્લાઝ્મા સામે વોલ્ટેજ આપે છે. ધાતુ ચાર્જ થયેલા કણોને એકત્રિત કરે છે, પ્રવાહ ખેંચે છે. જેમ જેમ વોલ્ટેજ બદલાય છે તેમ તેમ કરંટ બદલાય છે. આ IV વળાંક બનાવે છે. IV-વળાંકનો ઉપયોગ સ્થાનિક પ્લાઝ્મા ઘનતા, સંભવિતતા અને તાપમાન નક્કી કરવા માટે થઈ શકે છે. થોમસન સ્કેટરિંગઃ પ્લાઝ્મામાંથી "લાઇટ સ્કેટર્સ" નો ઉપયોગ ઘનતા અને તાપમાન સહિત પ્લાઝ્મા વર્તનનું પુનઃનિર્માણ કરવા માટે થઈ શકે છે. તે જડતા બંધન ફ્યુઝન, ટોકામક્સ અને ફ્યુઝર્સમાં સામાન્ય છે. આઇ. સી. એફ. પ્રણાલીઓમાં, લક્ષ્યને અડીને આવેલા સોનાના વરખમાં બીજા કિરણને છોડવાથી એક્સ-રે બને છે જે પ્લાઝમાને પાર કરે છે. ટોકામક્સમાં, પ્રકાશને પ્રતિબિંબિત કરવા માટે અરીસાઓ અને ડિટેક્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને આ કરી શકાય છે. ન્યુટ્રોન ડિટેક્ટર્સઃ વિવિધ પ્રકારના ન્યુટ્રોન ડિટેક્ટર્સ ન્યુટ્રોનના ઉત્પાદનના દરને રેકોર્ડ કરી શકે છે. એક્સ-રે ડિટેક્ટર્સ વિઝિબલ, આઈઆર, યુવી અને એક્સ-રે કોઈપણ સમયે ઉત્સર્જિત થાય છે જ્યારે કણ વેગમાં ફેરફાર કરે છે. જો કારણ ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા વિક્ષેપ છે, તો કિરણોત્સર્ગ ઓછી ઝડપે સાયક્લોટ્રોન કિરણોત્સર્ગ અને ઊંચી ઝડપે સિંક્રોટ્રોન કિરણોત્સર્ગ છે. જો કારણ અન્ય કણ દ્વારા વિક્ષેપણ હોય, તો પ્લાઝ્મા એક્સ-રે ફેલાવે છે, જેને બ્રેમ્સસ્ટ્રાલંગ રેડિયેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. વીજ ઉત્પાદન ન્યુટ્રોન ધાબળા ન્યુટ્રોનને શોષી લે છે, જે ધાબળાને ગરમ કરે છે. ધાબળામાંથી વિવિધ રીતે શક્તિ મેળવી શકાય છેઃ વરાળ ટર્બાઇનને કાર્યરત પ્રવાહીમાં સ્થાનાંતરિત ગરમી દ્વારા ચલાવી શકાય છે જે વરાળમાં ફેરવાય છે, જે વિદ્યુત જનરેટર ચલાવે છે. ન્યુટ્રોન ધાબળાઃ આ ન્યુટ્રોન વપરાયેલ વિખંડન બળતણને પુનર્જીવિત કરી શકે છે. ટ્રિટિયમનું ઉત્પાદન પ્રવાહી લિથિયમના બ્રીડર ધાબળાનો ઉપયોગ કરીને અથવા લિથિયમ ધરાવતા સિરામિક કાંકરાથી બનેલા હીલિયમ કૂલ્ડ પેબલ બેડનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે. પ્રત્યક્ષ રૂપાંતરણઃ કણની ગતિ ઊર્જાને વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. તે સૌપ્રથમ 1960 ના દાયકાના અંતમાં રિચાર્ડ એફ. પોસ્ટ દ્વારા ચુંબકીય અરીસાઓ સાથે જોડાણમાં સૂચવવામાં આવ્યું હતું. તે ફિલ્ડ-રિવર્સ રૂપરેખાંકનો તેમજ ગાઢ પ્લાઝમા ફોકસ ઉપકરણો માટે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું છે. આ પ્રક્રિયા ફ્યુઝન ઉત્પાદનોની અવ્યવસ્થિત ઊર્જાના મોટા ભાગને નિર્દેશિત ગતિમાં રૂપાંતરિત કરે છે. પછી કણો વિવિધ વિશાળ વિદ્યુત ક્ષમતાઓ પર ઇલેક્ટ્રોડ પર એકત્રિત કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિએ 48 ટકાની પ્રાયોગિક કાર્યક્ષમતા દર્શાવી છે. મુસાફરી-તરંગ નળીઓ કેટલાક મેગાવોલ્ટ પર ચાર્જ કરેલા હિલીયમ અણુઓને પસાર કરે છે અને બહારની બાજુએ વાયરની કોઇલ સાથે ટ્યુબ દ્વારા ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયામાંથી બહાર આવે છે. ઊંચા વોલ્ટેજ પર આ પસાર થતો ચાર્જ વાયર દ્વારા વીજળી ખેંચે છે. બંધન એ પ્લાઝમાને ગાઢ અને ફ્યુઝનમાંથી પસાર થવા માટે પૂરતા લાંબા સમય સુધી ગરમ રાખવા માટે જરૂરી તમામ પરિસ્થિતિઓનો સંદર્ભ આપે છે. સામાન્ય સિદ્ધાંતોઃ સંતુલનઃ પ્લાઝ્મા પર કામ કરતા બળો સંતુલિત હોવા જોઈએ. એક અપવાદ જડત્વીય કેદ છે, જ્યાં ફ્યુઝન ફેલાવાના સમય કરતાં વધુ ઝડપથી થવું જોઈએ. સ્થિરતાઃ પ્લાઝ્માનું નિર્માણ કરવું આવશ્યક છે જેથી વિક્ષેપ પ્લાઝ્માના ફેલાવા તરફ દોરી ન જાય. પરિવહન અથવા વહનઃ સામગ્રીનું નુકસાન પૂરતું ધીમું હોવું જોઈએ. પ્લાઝ્મા તેની સાથે ઊર્જા વહન કરે છે, તેથી સામગ્રીની ઝડપી ખોટ ફ્યુઝનને વિક્ષેપિત કરશે. વિવિધ પ્રદેશોમાં પરિવહન દ્વારા અથવા ઘન અથવા પ્રવાહી દ્વારા વહન દ્વારા સામગ્રી ખોવાઈ શકે છે. સ્વ-ટકાઉ ફ્યુઝન ઉત્પન્ન કરવા માટે, પ્રતિક્રિયા દ્વારા મુક્ત ઊર્જાનો એક ભાગ નવા રિએક્ટન્ટ્સને ગરમ કરવા અને ફ્યુઝન માટેની પરિસ્થિતિઓ જાળવવા માટે ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. ચુંબકીય બંધન ચુંબકીય દર્પણ ચુંબકીય દર્પણ અસર. જો કોઈ કણ ક્ષેત્રની રેખાને અનુસરે છે અને ઉચ્ચ ક્ષેત્રની તાકાતના પ્રદેશમાં પ્રવેશ કરે છે, તો કણો પ્રતિબિંબિત થઈ શકે છે. કેટલાક ઉપકરણો આ અસર લાગુ કરે છે. સૌથી પ્રસિદ્ધ ચુંબકીય અરીસા મશીનો હતા, જે 1960 થી 1980 સુધી એલ. એલ. એન. એલ. ખાતે બાંધવામાં આવેલા ઉપકરણોની શ્રેણી હતી. અન્ય ઉદાહરણોમાં ચુંબકીય બોટલ અને બાયકોનિક કસ્પનો સમાવેશ થાય છે. કારણ કે અરીસાના મશીનો સીધા હતા, તેમને વીંટી આકારની ડિઝાઇન કરતાં કેટલાક ફાયદા હતા. અરીસાઓનું નિર્માણ અને જાળવણી સરળ હતી અને સીધા રૂપાંતરણ ઊર્જા કેપ્ચરનો અમલ કરવો સરળ હતો. નબળી કેદની સ્થિતિને કારણે પોલિવેલ ડિઝાઇન સિવાય આ અભિગમને છોડી દેવામાં આવ્યો હતો. ચુંબકીય લૂપ ચુંબકીય લૂપ ક્ષેત્રની રેખાઓને પોતાની તરફ વાળતા હોય છે, કાં તો વર્તુળોમાં અથવા વધુ સામાન્ય રીતે નેસ્ટેડ ટોરોઇડલ સપાટીઓમાં. આ પ્રકારની સૌથી વધુ વિકસિત પ્રણાલીઓ ટોકમક, સ્ટેલર અને રિવર્સ ફિલ્ડ પિંચ છે. કોમ્પેક્ટ ટોરોઇડ્સ, ખાસ કરીને ફિલ્ડ-રિવર્સ રૂપરેખાંકન અને સ્ફેરોમેક, ટોરોઇડલ ચુંબકીય સપાટીઓના ફાયદાઓને સરળ રીતે જોડાયેલા (નોન-ટોરોઇડલ) મશીન સાથે જોડવાનો પ્રયાસ કરે છે, જેના પરિણામે યાંત્રિક રીતે સરળ અને નાના બંધન વિસ્તાર બને છે. જડતા બંધન જડતા બંધન એ પ્લાઝમાને ગરમ કરવા અને મર્યાદિત કરવા માટે ઝડપી વિસ્ફોટનો ઉપયોગ છે. બળતણની આસપાસના કવચમાં સીધા લેસર વિસ્ફોટ (ડાયરેક્ટ ડ્રાઇવ), ગૌણ એક્સ-રે વિસ્ફોટ (પરોક્ષ ડ્રાઇવ) અથવા ભારે બીમનો ઉપયોગ કરીને વિસ્ફોટ કરવામાં આવે છે. ઊર્જાસભર બીમ સાથે બળતણને લગભગ 30 ગણી ઘન ઘનતા સુધી સંકુચિત કરવું આવશ્યક છે. ડાયરેક્ટ ડ્રાઇવ સિદ્ધાંતમાં કાર્યક્ષમ હોઈ શકે છે, પરંતુ અપૂરતી એકરૂપતાએ સફળતાને અટકાવી છે. : 19-20 પરોક્ષ ડ્રાઇવ શેલને ગરમ કરવા માટે બીમનો ઉપયોગ કરે છે, જે શેલને એક્સ-રે ફેલાવવા માટે ચલાવે છે, જે પછી પેલેટને વિસ્ફોટ કરે છે. બીમ સામાન્ય રીતે લેસર બીમ હોય છે, પરંતુ આયન અને ઇલેક્ટ્રોન બીમની તપાસ કરવામાં આવી છે. : 182-193 ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક કન્ફિનમેન્ટ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક કન્ફિનમેન્ટ ફ્યુઝન ઉપકરણો ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ કરે છે. સૌથી વધુ જાણીતું ફ્યુઝર છે. આ ઉપકરણમાં એનોડ વાયર પાંજરાની અંદર કેથોડ છે. હકારાત્મક આયનો નકારાત્મક આંતરિક પાંજરા તરફ ઉડે છે, અને આ પ્રક્રિયામાં વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા ગરમ થાય છે. જો તેઓ આંતરિક પાંજરામાં ચૂકી જાય તો તેઓ ટકરાઈ શકે છે અને ફ્યૂઝ કરી શકે છે. આયનો સામાન્ય રીતે કેથોડને ફટકારે છે, જો કે, પ્રતિબંધાત્મક ઉચ્ચ વહન નુકસાનનું સર્જન કરે છે. ફ્યુઝર્સમાં ફ્યુઝન દર નીચા હોય છે કારણ કે સ્પર્ધાત્મક ભૌતિક અસરો, જેમ કે પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગના સ્વરૂપમાં ઊર્જાની ખોટ. બિન-તટસ્થ વાદળનો ઉપયોગ કરીને ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરીને પાંજરા સાથે સંકળાયેલી સમસ્યાઓને ટાળવા માટે ડિઝાઇનની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે. તેમાં પ્લાઝ્મા ઓસિલેટિંગ ડિવાઇસ, મેગ્નેટિકલી શીલ્ડેડ-ગ્રીડ, પેનિંગ ટ્રેપ, પોલીવેલ અને એફ1 કેથોડ ડ્રાઇવર કોન્સેપ્ટનો સમાવેશ થાય છે. ફ્યુઝન પાવર માટે ગણવામાં આવતા ઇંધણ બધા હાઇડ્રોજનના આઇસોટોપ-પ્રોટિયમ, ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રિટિયમ જેવા હળવા તત્વો છે. ડ્યુટેરિયમ અને હિલીયમ-3 પ્રતિક્રિયામાં હિલીયમ-3 ની જરૂર પડે છે, જે હિલીયમનો એક આઇસોટોપ છે જે પૃથ્વી પર એટલો દુર્લભ છે કે તેને બાહ્ય રીતે ખનન કરવું પડશે અથવા અન્ય પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા ઉત્પન્ન કરવું પડશે. આખરે, સંશોધકો પ્રોટિયમ-બોરોન-11 પ્રતિક્રિયાને અપનાવવાની આશા રાખે છે, કારણ કે તે સીધા ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન કરતું નથી, જો કે આડઅસરો કરી શકે છે. ડ્યુટેરિયમ, ટ્રિટિયમ સૌથી ઓછી ઊર્જા પર સૌથી સરળ પરમાણુ પ્રતિક્રિયા છે D + T: + → (3.5 MeV) + (14.1 MeV) આ પ્રતિક્રિયા સંશોધન, ઔદ્યોગિક અને લશ્કરી ઉપયોગોમાં સામાન્ય છે, સામાન્ય રીતે ન્યુટ્રોન સ્રોત તરીકે. ડ્યુટેરિયમ એ હાઇડ્રોજનનું કુદરતી રીતે બનતું આઇસોટોપ છે અને તે સામાન્ય રીતે ઉપલબ્ધ છે. હાઇડ્રોજન આઇસોટોપનો મોટો દળ ગુણોત્તર યુરેનિયમ સંવર્ધન પ્રક્રિયાની સરખામણીમાં તેમના વિભાજનને સરળ બનાવે છે. ટ્રિટિયમ એ હાઇડ્રોજનનું કુદરતી આઇસોટોપ છે, પરંતુ કારણ કે તેનું અર્ધ-જીવન 12.32 વર્ષનું છે, તેથી તેને શોધવું, સંગ્રહિત કરવું, ઉત્પાદન કરવું મુશ્કેલ છે અને તે ખર્ચાળ છે. પરિણામે, ડ્યુટેરિયમ-ટ્રિટિયમ બળતણ ચક્ર માટે નીચેની પ્રતિક્રિયાઓમાંથી એકનો ઉપયોગ કરીને લિથિયમમાંથી ટ્રિટિયમના સંવર્ધનની જરૂર પડે છેઃ + → + + + + પ્રતિક્રિયાશીલ ન્યુટ્રોન ઉપર દર્શાવેલ ડી-ટી ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા દ્વારા પૂરો પાડવામાં આવે છે, અને જે સૌથી વધુ ઊર્જા ઉપજ ધરાવે છે. 6Li સાથેની પ્રતિક્રિયા એક્ઝોથર્મિક છે, જે રિએક્ટર માટે થોડો ઊર્જા લાભ પૂરો પાડે છે. 7Li સાથેની પ્રતિક્રિયા એન્ડોથર્મિક છે, પરંતુ ન્યુટ્રોનનો વપરાશ કરતી નથી. અન્ય તત્વો દ્વારા શોષણમાં ગુમાવેલા ન્યુટ્રોનને બદલવા માટે ન્યુટ્રોન ગુણાકાર પ્રતિક્રિયાઓ જરૂરી છે. અગ્રણી ઉમેદવાર ન્યુટ્રોન ગુણાકાર સામગ્રી બેરિલિયમ અને સીસું છે, પરંતુ 7Li પ્રતિક્રિયા ન્યુટ્રોનની વસ્તીને ઊંચી રાખવામાં મદદ કરે છે. કુદરતી લિથિયમ મુખ્યત્વે 7Li છે, જે 6Li ની સરખામણીમાં ઓછું ટ્રિટિયમ ઉત્પાદન ક્રોસ સેક્શન ધરાવે છે તેથી મોટાભાગના રિએક્ટર ડિઝાઇન સમૃદ્ધ 6Li સાથે સંવર્ધન ધાબળાનો ઉપયોગ કરે છે. સામાન્ય રીતે ડી-ટી ફ્યુઝન પાવરને આભારી ખામીઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ન્યુટ્રોનનો પુરવઠો રિએક્ટર સામગ્રીના ન્યુટ્રોન સક્રિયકરણમાં પરિણમે છે. : 242
 80% પરિણામી ઊર્જા ન્યુટ્રોન દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે, જે સીધી ઊર્જા રૂપાંતરણના ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે. તેને રેડિયોઆઇસોટોપ ટ્રિટિયમની જરૂર છે. ટ્રિટિયમ રિએક્ટરમાંથી લીક થઈ શકે છે. કેટલાક અંદાજો સૂચવે છે કે આ નોંધપાત્ર પર્યાવરણીય કિરણોત્સર્ગી પ્રકાશનનું પ્રતિનિધિત્વ કરશે. વાણિજ્યિક ડી-ટી ફ્યુઝન રિએક્ટરમાં અપેક્ષિત ન્યુટ્રોન પ્રવાહ વિખંડન પાવર રિએક્ટર કરતા લગભગ 100 ગણો છે, જે સામગ્રી ડિઝાઇન માટે સમસ્યાઓ ઊભી કરે છે. જે. ઇ. ટી. ખાતે શ્રેણીબદ્ધ ડી-ટી પરીક્ષણો પછી, વેક્યૂમ જહાજ પૂરતા પ્રમાણમાં કિરણોત્સર્ગી હતું કે તેને પરીક્ષણો પછીના વર્ષ માટે દૂરસ્થ સંચાલનની જરૂર હતી. ઉત્પાદન સેટિંગમાં, ન્યુટ્રોન લિથિયમ સિરામિક કાંકરા અથવા પ્રવાહી લિથિયમથી બનેલા સંવર્ધન ધાબળામાં લિથિયમ સાથે પ્રતિક્રિયા કરશે, ટ્રિટિયમ પેદા કરશે. ન્યુટ્રોનની ઊર્જા લિથિયમમાં સમાપ્ત થાય છે, જે પછી વિદ્યુત ઉત્પાદનને ચલાવવા માટે સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવશે. લિથિયમ ધાબળો રિએક્ટરના બાહ્ય ભાગોને ન્યુટ્રોન પ્રવાહથી રક્ષણ આપે છે. નવી ડિઝાઇન, ખાસ કરીને અદ્યતન ટોકમક, ડિઝાઇન તત્વ તરીકે રિએક્ટર કોરની અંદર લિથિયમનો ઉપયોગ કરે છે. પ્લાઝ્મા લિથિયમ સાથે સીધો સંપર્ક કરે છે, જે "રિસાયક્લિંગ" તરીકે ઓળખાતી સમસ્યાને અટકાવે છે. આ ડિઝાઇનનો ફાયદો લિથિયમ ટોકામેક પ્રયોગમાં દર્શાવવામાં આવ્યો હતો. ડ્યુટેરિયમ ફ્યુઝિંગ બે ડ્યુટેરિયમ ન્યુક્લિયસ એ બીજી સૌથી સરળ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા છે. પ્રતિક્રિયાની બે શાખાઓ હોય છે જે લગભગ સમાન સંભાવના સાથે થાય છેઃ {| |D + D | | → T | | + 1H |-|D + D | | → 3He | | + n |} આ પ્રતિક્રિયા સંશોધનમાં પણ સામાન્ય છે. આ પ્રતિક્રિયા શરૂ કરવા માટે મહત્તમ ઊર્જા 15 કેવી છે, જે ડી-ટી પ્રતિક્રિયા કરતાં થોડી વધારે છે. પ્રથમ શાખા ટ્રિટિયમનું ઉત્પાદન કરે છે, જેથી ડી-ડી રિએક્ટર ટ્રિટિયમ-મુક્ત ન હોય, તેમ છતાં તેને ટ્રિટિયમ અથવા લિથિયમના ઇનપુટની જરૂર નથી. જ્યાં સુધી ટ્રાઇટોન્સને ઝડપથી દૂર કરવામાં ન આવે ત્યાં સુધી, ઉત્પાદિત મોટાભાગના ટ્રિટિયમને રિએક્ટરમાં બાળી નાખવામાં આવે છે, જે ટ્રિટિયમનું સંચાલન ઘટાડે છે, વધુ અને ઉચ્ચ-ઊર્જા, ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન કરવાના ગેરલાભ સાથે. ડી-ડી પ્રતિક્રિયાની બીજી શાખામાંથી ન્યુટ્રોન માત્ર ઊર્જા ધરાવે છે, જ્યારે ડી-ટી પ્રતિક્રિયામાંથી ન્યુટ્રોન ઊર્જા ધરાવે છે, પરિણામે વધુ આઇસોટોપ ઉત્પાદન અને ભૌતિક નુકસાન થાય છે. જ્યારે 3H પ્રતિક્રિયા કરવાની મંજૂરી આપતી વખતે ટ્રાઇટોન્સને ઝડપથી દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે બળતણ ચક્રને "ટ્રિટિયમ સપ્રેસ્ડ ફ્યુઝન" કહેવામાં આવે છે. દૂર કરાયેલ ટ્રિટિયમ 12.5 વર્ષના અર્ધ જીવન સાથે 3He સુધી ક્ષીણ થાય છે. રિએક્ટરમાં 3H ક્ષયને રિસાયકલ કરીને, ફ્યુઝન રિએક્ટરને ઝડપી ન્યુટ્રોન સામે પ્રતિરોધક સામગ્રીની જરૂર નથી. સંપૂર્ણ ટ્રિટિયમ બર્ન-અપ ધારીએ તો, ન્યુટ્રોન દ્વારા વહન કરવામાં આવતી ફ્યુઝન ઊર્જાના અપૂર્ણાંકમાં ઘટાડો માત્ર 18 ટકા હશે, જેથી ડી-ડી ઇંધણ ચક્રનો પ્રાથમિક ફાયદો એ છે કે ટ્રિટિયમ સંવર્ધનની જરૂર નથી. અન્ય ફાયદાઓ લિથિયમ સંસાધનોથી સ્વતંત્રતા અને કંઈક અંશે નરમ ન્યુટ્રોન સ્પેક્ટ્રમ છે. ડી-ટીની સરખામણીમાં ડી-ડીનો ગેરલાભ એ છે કે ઊર્જા બંધનનો સમય (આપેલ દબાણ પર) 30 ગણો લાંબો હોવો જોઈએ અને ઉત્પાદિત શક્તિ (આપેલ દબાણ અને કદ પર) 68 ગણી ઓછી હોવી જોઈએ. ટ્રિટિયમને સંપૂર્ણ રીતે દૂર કરવામાં આવે અને 3H રિસાયક્લિંગ કરવામાં આવે, તો ફ્યુઝન ઊર્જાનો માત્ર 6 ટકા ભાગ ન્યુટ્રોન દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે. ટ્રિટિયમ-સપ્રેસ્ડ ડી-ડી ફ્યુઝન માટે ઊર્જા બંધનની જરૂર પડે છે જે ડી-ટીની સરખામણીમાં 10 ગણી લાંબી હોય છે અને પ્લાઝ્મા તાપમાનથી બમણી હોય છે. ડ્યુટેરિયમ, હિલીયમ-3 નિયંત્રિત ફ્યુઝન પાવર માટે બીજી પેઢીના અભિગમમાં હિલીયમ-3 (3H) અને ડ્યુટેરિયમ (2H) નું સંયોજન સામેલ છેઃ {| |D + 3H | | → 4H | | + 1H |} આ પ્રતિક્રિયા 4H અને ઉચ્ચ-ઊર્જા પ્રોટોન ઉત્પન્ન કરે છે. પી-11બી એન્યુટ્રોનિક ફ્યુઝન ઇંધણ ચક્રની જેમ, મોટાભાગની પ્રતિક્રિયા ઊર્જા ચાર્જ કણો તરીકે મુક્ત થાય છે, રિએક્ટર હાઉસિંગના સક્રિયકરણને ઘટાડે છે અને સંભવિત રીતે વધુ કાર્યક્ષમ ઊર્જા લણણીને મંજૂરી આપે છે (ઘણા માર્ગોમાંથી કોઈપણ દ્વારા). વ્યવહારમાં, ડી-ડી બાજુની પ્રતિક્રિયાઓ નોંધપાત્ર સંખ્યામાં ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન કરે છે, જે પી-11બીને એન્યુટ્રોનિક ફ્યુઝન માટે પસંદગીના ચક્ર તરીકે છોડી દે છે. પ્રોટોન, બોરોન-11 ભૌતિક વિજ્ઞાનની સમસ્યાઓ અને બિન પ્રસારની ચિંતાઓ બંને એન્યુટ્રોનિક ફ્યુઝન દ્વારા મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડવામાં આવે છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, સૌથી વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ એન્યુટ્રોનિક બળતણ 3He છે. જો કે, 3He ની વાજબી માત્રા મેળવવી એ ચંદ્ર પર અથવા યુરેનસ અથવા શનિના વાતાવરણમાં મોટા પાયે બહારની દુનિયાનું ખાણકામ સૂચવે છે. તેથી, આવા ફ્યુઝન માટે સૌથી આશાસ્પદ ઉમેદવાર બળતણ સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ પ્રોટિયમ (એટલે કે. એક પ્રોટોન) અને બોરોન. તેમનું સંલયન કોઈ ન્યુટ્રોન મુક્ત કરતું નથી, પરંતુ ઊર્જાસભર ચાર્જ કરેલા આલ્ફા (હિલીયમ) કણો ઉત્પન્ન કરે છે જેમની ઊર્જાને સીધી વિદ્યુત શક્તિમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છેઃ પી + 11 બી → <આઇ. ડી. 1> બાજુની પ્રતિક્રિયાઓ ન્યુટ્રોન પેદા કરે તેવી શક્યતા છે જે માત્ર 0.1% શક્તિ ધરાવે છેઃ <આઇ. ડી. 2> જેનો અર્થ છે કે ન્યુટ્રોન સ્કેટરિંગનો ઉપયોગ ઊર્જા ટ્રાન્સફર માટે થતો નથી અને સામગ્રી સક્રિયકરણમાં હજારો ગણો ઘટાડો થાય છે. 123 કેવીની આ પ્રતિક્રિયા માટેનું મહત્તમ તાપમાન શુદ્ધ હાઇડ્રોજન પ્રતિક્રિયાઓ કરતાં લગભગ દસ ગણું વધારે છે, અને ઊર્જા બંધન ડી-ટી પ્રતિક્રિયા માટે જરૂરી કરતાં 500 ગણું વધુ સારું હોવું જોઈએ. વધુમાં, વીજળીની ઘનતા ડી-ટીની સરખામણીમાં 2500 ગણી ઓછી છે, જો કે બળતણના એકમ દળ દીઠ, આ હજુ પણ વિખંડન રિએક્ટરની સરખામણીમાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. કારણ કે ટોકામેક અને લેસર પેલેટ ફ્યુઝનના બંધન ગુણધર્મો નજીવા છે, એન્યુટ્રોનિક ફ્યુઝન માટેની મોટાભાગની દરખાસ્તો પોલિવેલ અને ડેન્સ પ્લાઝમા ફોકસ જેવી ધરમૂળથી અલગ બંધન વિભાવનાઓ પર આધારિત છે. 2013 માં, ઇકોલ પોલિટેક્નિક ખાતે ક્રિસ્ટીન લબાઉનની આગેવાની હેઠળની એક સંશોધન ટીમે પ્રોટોન-બોરોન ફ્યુઝન માટે એક નવો ફ્યુઝન રેટ રેકોર્ડ નોંધાવ્યો હતો, જેમાં 1.5 નેનોસેકન્ડ લેસર ફાયર દરમિયાન અંદાજે 80 મિલિયન ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ હતી, જે અગાઉના પ્રયોગો કરતાં 100 ગણી વધારે હતી. સામગ્રીની પસંદગી માળખાકીય સામગ્રીની સ્થિરતા એક મહત્વપૂર્ણ મુદ્દો છે. ફ્યુઝન રિએક્ટરમાં અનુભવાતા ઊંચા તાપમાન અને ન્યુટ્રોન તોપમારામાં ટકી શકે તેવી સામગ્રીને સફળતાની ચાવી માનવામાં આવે છે. મુખ્ય મુદ્દાઓ પ્લાઝ્મા દ્વારા પેદા થતી પરિસ્થિતિઓ, દિવાલની સપાટીઓના ન્યુટ્રોનનું અધઃપતન અને પ્લાઝ્મા-દિવાલની સપાટીની સ્થિતિનો સંબંધિત મુદ્દો છે. હાઇડ્રોજનની પારગમ્યતા ઘટાડવી એ હાઇડ્રોજન રિસાયક્લિંગ અને ટ્રિટિયમ ઇન્વેન્ટરીના નિયંત્રણ માટે નિર્ણાયક તરીકે જોવામાં આવે છે. સૌથી ઓછી જથ્થાબંધ હાઇડ્રોજન દ્રાવ્યતા અને પ્રસરણક્ષમતા ધરાવતી સામગ્રી સ્થિર અવરોધો માટે શ્રેષ્ઠ ઉમેદવાર પ્રદાન કરે છે. ટંગસ્ટન અને બેરિલિયમ સહિતની કેટલીક શુદ્ધ ધાતુઓ અને કાર્બાઇડ, ગાઢ ઓક્સાઇડ અને નાઇટ્રાઇડ જેવા સંયોજનોની તપાસ કરવામાં આવી છે. સંશોધનોએ પ્રકાશ પાડ્યો છે કે સારી રીતે એડર્ડ અને સંપૂર્ણ અવરોધો તૈયાર કરવા માટે કોટિંગ તકનીકો સમાન મહત્વની છે. સૌથી આકર્ષક તકનીકો તે છે જેમાં માત્ર ઓક્સિડેશન દ્વારા એડ-લેયર રચાય છે. વૈકલ્પિક પદ્ધતિઓ મજબૂત ચુંબકીય અને વિદ્યુત ક્ષેત્રો સાથે ચોક્કસ વાયુ વાતાવરણનો ઉપયોગ કરે છે. અવરોધ કામગીરીનું મૂલ્યાંકન એક વધારાનો પડકાર રજૂ કરે છે. હાઇડ્રોજન પારગમન અવરોધ (એચ. પી. બી.) કાર્યક્ષમતા નક્કી કરવા માટે ક્લાસિકલ કોટેડ મેમ્બ્રેન ગેસ પારગમન એ સૌથી વિશ્વસનીય પદ્ધતિ છે. 2021માં, 2040 માટે ફ્યુઝન પાવર રિએક્ટર માટે ડિઝાઇનની વધતી સંખ્યાના જવાબમાં, યુનાઇટેડ કિંગડમ એટોમિક એનર્જી ઓથોરિટીએ યુકે ફ્યુઝન મટિરિયલ્સ રોડમેપ 2021-2040 પ્રકાશિત કર્યો, જેમાં પાંચ પ્રાથમિક ક્ષેત્રો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું, જેમાં ટોકમક ફેમિલી રિએક્ટર પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યું હતુંઃ ફ્યુઝન પાવર પ્લાન્ટના માળખામાં સક્રિયકરણની માત્રાને ઘટાડવા માટે નવીન સામગ્રી; ફ્યુઝન પ્રક્રિયાને ટકાવી રાખવા માટે ટ્રિટિયમ ઇંધણના સંવર્ધનને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે પાવર પ્લાન્ટની અંદર ઉપયોગ કરી શકાય તેવા સંયોજનો; ચુંબક અને અવાહક કે જે ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓથી ઇરેડિયેશન સામે પ્રતિરોધક છે-ખાસ કરીને ક્રાયોજેનિક પરિસ્થિતિઓમાં; ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ તાપમાન (550 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી વધુ) પર ન્યુટ્રોન તોપમારો હેઠળ તેમની તાકાત જાળવી રાખવામાં સક્ષમ માળખાકીય સામગ્રી; ફ્યુઝન સામગ્રી માટે ઇજનેરી ખાતરી-ઇરેડ પ્રદાન કરે છે. સુપરકન્ડક્ટિંગ મટિરિયલ્સ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં જડિત પ્લાઝ્મામાં (જેને ચુંબકીય પ્લાઝ્મા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) ફ્યુઝન દર ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત તરીકે ચોથી શક્તિ તરીકે માપવામાં આવે છે. આ કારણોસર, ઘણી ફ્યુઝન કંપનીઓ કે જે તેમના પ્લાઝમાને નિયંત્રિત કરવા માટે ચુંબકીય ક્ષેત્રો પર આધાર રાખે છે તે ઉચ્ચ તાપમાન સુપરકન્ડક્ટિંગ ઉપકરણો વિકસાવવાનો પ્રયાસ કરી રહી છે. 2021 માં, રશિયન અને જાપાનીઝ કંપની સુપરઓક્સે ફ્યુઝન રિએક્ટર માટે સુપરકન્ડક્ટિંગ વાયબીસીઓ વાયર બનાવવા માટે નવી ઉત્પાદન પ્રક્રિયા વિકસાવી. આ નવો વાયર 700 થી 2000 એમ્પ્સ પ્રતિ ચોરસ મિલીમીટરની વચ્ચે વહન કરતો હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. કંપની નવ મહિનામાં 186 માઇલ વાયરનું ઉત્પાદન કરવામાં સક્ષમ હતી. નિયંત્રણની વિચારણાઓ નાના ઉત્પાદન ધોરણો પર પણ, નિયંત્રણ ઉપકરણને દ્રવ્ય અને ઊર્જા સાથે વિસ્ફોટ કરવામાં આવે છે. પ્લાઝ્મા નિયંત્રણ માટેની ડિઝાઇન ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છેઃ 10 મેગાવોટ/એમ 2 થર્મલ લોડ સુધી ગરમી અને ઠંડક ચક્ર. ન્યુટ્રોન વિકિરણ, જે સમય જતાં ન્યુટ્રોન સક્રિયકરણ અને ભંગાર તરફ દોરી જાય છે. ઉચ્ચ ઊર્જા આયનો દસથી સેંકડો ઇલેક્ટ્રોનવોલ્ટ્સ પર છોડે છે. આલ્ફા કણો લાખો ઇલેક્ટ્રોનવોલ્ટ્સ પર છોડે છે. ઉચ્ચ ઊર્જા પર છોડતા ઇલેક્ટ્રોન. પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગ (IR, દૃશ્યમાન, યુવી, એક્સ-રે). અભિગમના આધારે, આ અસરો વિખંડન રિએક્ટર કરતા વધારે અથવા ઓછી હોઈ શકે છે. એક અંદાજ મુજબ કિરણોત્સર્ગ સામાન્ય દબાણયુક્ત જળ રિએક્ટર કરતાં 100 ગણું વધારે છે. અભિગમના આધારે, વિદ્યુત વાહકતા, ચુંબકીય અભેદ્યતા અને યાંત્રિક શક્તિ દ્રવ્ય જેવા અન્ય વિચારણાઓ. સામગ્રી પણ લાંબા સમય સુધી જીવંત કિરણોત્સર્ગી કચરો તરીકે સમાપ્ત થવી જોઈએ નહીં. પ્લાઝ્મા-દિવાલની સપાટીની સ્થિતિઓ લાંબા ગાળાના ઉપયોગ માટે, દિવાલમાં દરેક અણુ ન્યુટ્રોનથી ટકરાય તેવી અપેક્ષા છે અને સામગ્રીને બદલવામાં આવે તે પહેલાં લગભગ 100 વખત વિસ્થાપિત થાય છે. ઉચ્ચ-ઊર્જા ન્યુટ્રોન પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા હાઇડ્રોજન અને હિલીયમ ઉત્પન્ન કરે છે જે અનાજની સીમાઓ પર પરપોટા બનાવે છે અને પરિણામે સોજો, ફોલ્લાઓ અથવા ભંગાર થાય છે. સામગ્રીની પસંદગી ગ્રેફાઇટ અથવા બેરિલિયમ જેવી ઓછી-ઝેડ સામગ્રીને સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ-ઝેડ સામગ્રી કરતાં પસંદ કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે બીજી પસંદગી તરીકે મોલિબ્ડેનમ સાથે ટંગસ્ટન. પ્રવાહી ધાતુઓ (લિથિયમ, ગેલિયમ, ટીન) ની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે, દા. ત., ઘન સબસ્ટ્રેટ્સ પર 10 મીટર/સેકન્ડ પર વહેતા 1 થી 5 મીમી જાડા પ્રવાહોના ઈન્જેક્શન દ્વારા. ગ્રેફાઇટ દર વર્ષે ઘણા મીટર જેટલા ભૌતિક અને રાસાયણિક સ્પટરિંગને કારણે કુલ ધોવાણ દર ધરાવે છે, જેમાં સ્પટર્ડ સામગ્રીને ફરીથી ગોઠવવાની જરૂર પડે છે. પુનઃસ્થાપન સ્થળ સામાન્ય રીતે સ્પટર સ્થળ સાથે બરાબર મેળ ખાતું નથી, જે ચોખ્ખું ધોવાણને મંજૂરી આપે છે જે પ્રતિબંધિત હોઈ શકે છે. તેનાથી પણ મોટી સમસ્યા એ છે કે ટ્રિટિયમને પુનઃસ્થાપિત ગ્રેફાઇટ સાથે પુનઃસ્થાપિત કરવામાં આવે છે. દિવાલ અને ધૂળમાં ટ્રીટીયમ ઇન્વેન્ટરી ઘણા કિલોગ્રામ સુધી બનાવી શકે છે, જે સંસાધનોના બગાડ અને અકસ્માતના કિસ્સામાં કિરણોત્સર્ગી જોખમને રજૂ કરે છે. ગ્રેફાઇટને ટૂંકા ગાળાના પ્રયોગો માટે સામગ્રી તરીકે તરફેણ મળી, પરંતુ વ્યાપારી રિએક્ટરમાં પ્રાથમિક પ્લાઝ્મા-ફેસિંગ સામગ્રી (પી. એફ. એમ.) બનવાની શક્યતા નથી. ટંગસ્ટનનો સ્પટરિંગ દર કાર્બન કરતા નાની માત્રાનો છે, અને ટ્રિટિયમ પુનઃસ્થાપિત ટંગસ્ટનમાં ઘણું ઓછું સમાવિષ્ટ છે. જો કે, ટંગસ્ટન પ્લાઝમાની અશુદ્ધિઓ કાર્બન અશુદ્ધિઓ કરતાં ઘણી વધુ નુકસાનકારક હોય છે, અને સ્વ-શમન વધારે હોઈ શકે છે, જેના માટે ટંગસ્ટનના સંપર્કમાં રહેલા પ્લાઝમાને ખૂબ ગરમ રાખવાની જરૂર નથી (સેંકડો ઇ. વી. ને બદલે થોડા દસ ઇ. વી.). ટંગસ્ટનમાં એડી પ્રવાહો અને સામાન્ય ઘટનાઓમાં ઓગળવાની સાથે સાથે કેટલાક કિરણોત્સર્ગી મુદ્દાઓ પણ છે. સલામતી અને પર્યાવરણ અકસ્માતની સંભવિત સંભાવના અને પર્યાવરણ પરની અસર પરમાણુ સંમિશ્રણની સામાજિક સ્વીકૃતિ માટે મહત્વપૂર્ણ છે, જેને સામાજિક લાઇસન્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ફ્યુઝન રિએક્ટર વિનાશક મંદીને પાત્ર નથી. તેને ચોખ્ખી ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે ચોક્કસ અને નિયંત્રિત તાપમાન, દબાણ અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના પરિમાણોની જરૂર પડે છે, અને જરૂરી નિયંત્રણનું કોઈપણ નુકસાન અથવા નુકસાન ઝડપથી પ્રતિક્રિયાને શાંત કરશે. ફ્યુઝન રિએક્ટર કોઈપણ ક્ષણે સેકન્ડ અથવા તો માઇક્રોસેકન્ડના મૂલ્યના બળતણ સાથે કામ કરે છે. સક્રિય રિફ્યુઅલિંગ વિના, પ્રતિક્રિયાઓ તરત જ શાંત થાય છે. આ જ અવરોધો ભાગેડુ પ્રતિક્રિયાઓને અટકાવે છે. પ્લાઝમાનું કદ કે તેથી વધુ હોવાની અપેક્ષા હોવા છતાં, પ્લાઝ્મામાં સામાન્ય રીતે માત્ર થોડા ગ્રામ બળતણ હોય છે. તુલનાત્મક રીતે, વિખંડન રિએક્ટર સામાન્ય રીતે મહિનાઓ કે વર્ષો સુધી પૂરતા બળતણથી ભરેલું હોય છે, અને પ્રતિક્રિયા ચાલુ રાખવા માટે કોઈ વધારાના બળતણની જરૂર નથી. આ વિશાળ ઇંધણ પુરવઠો જ મંદીની શક્યતા પૂરી પાડે છે. ચુંબકીય નિયંત્રણમાં, કોઇલમાં મજબૂત ક્ષેત્રો વિકસે છે જે રિએક્ટર માળખા દ્વારા યાંત્રિક રીતે રાખવામાં આવે છે. આ માળખાની નિષ્ફળતા આ તણાવને મુક્ત કરી શકે છે અને ચુંબકને બહારની તરફ "વિસ્ફોટ" કરવા દે છે. આ ઘટનાની તીવ્રતા અન્ય ઔદ્યોગિક અકસ્માતો અથવા એમ. આર. આઈ. મશીન શમન/વિસ્ફોટ જેવી જ હશે, અને વિખંડન રિએક્ટરમાં ઉપયોગમાં લેવાતી સમાન કન્ટેઇન્મેન્ટ બિલ્ડિંગમાં અસરકારક રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે. લેસર સંચાલિત જડતા નિયંત્રણમાં પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરનું મોટું કદ સામગ્રી પરનો તણાવ ઘટાડે છે. પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરની નિષ્ફળતા શક્ય હોવા છતાં, બળતણ વિતરણ અટકાવવાથી આપત્તિજનક નિષ્ફળતા અટકાવવામાં આવે છે. મોટાભાગના રિએક્ટર ડિઝાઇન શીતક તરીકે પ્રવાહી હાઇડ્રોજન પર આધાર રાખે છે અને છૂટાછવાયા ન્યુટ્રોનને ટ્રિટિયમમાં રૂપાંતરિત કરે છે, જે રિએક્ટરમાં બળતણ તરીકે પાછું આપવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજન જ્વલનશીલ છે, અને શક્ય છે કે સ્થળ પર સંગ્રહિત હાઇડ્રોજન સળગી શકે. આ કિસ્સામાં, હાઇડ્રોજનનો ટ્રિટિયમ અપૂર્ણાંક વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરશે, જે કિરણોત્સર્ગનું જોખમ ઊભું કરશે. ગણતરીઓ સૂચવે છે કે લાક્ષણિક પાવર સ્ટેશનમાં લગભગ ટ્રિટિયમ અને અન્ય કિરણોત્સર્ગી વાયુઓ હાજર હશે. આ રકમ એટલી ઓછી છે કે તેઓ સ્ટેશનની પરિમિતિની વાડ સુધી પહોંચે ત્યાં સુધીમાં તે કાયદેસર રીતે સ્વીકાર્ય મર્યાદા સુધી પાતળું થઈ જશે. સ્થાનિક કિરણોત્સર્ગના પ્રકાશન અને કર્મચારીઓને ઈજા સહિત નાના ઔદ્યોગિક અકસ્માતોની સંભાવના વિખંડનની તુલનામાં ઓછી હોવાનો અંદાજ છે. તેમાં લિથિયમ અથવા ટ્રિટિયમનું આકસ્મિક પ્રકાશન અથવા કિરણોત્સર્ગી રિએક્ટર ઘટકોની ગેરવહીવટનો સમાવેશ થાય છે. ચુંબક શમન એ ચુંબક કામગીરીની અસામાન્ય સમાપ્તિ છે જે ત્યારે થાય છે જ્યારે સુપરકન્ડક્ટિંગ કોઇલનો ભાગ સુપરકન્ડક્ટિંગ સ્થિતિમાંથી બહાર નીકળે છે (સામાન્ય બને છે). આવું એટલા માટે થઈ શકે છે કારણ કે ચુંબકની અંદરનું ક્ષેત્ર ખૂબ મોટું હોય છે, ક્ષેત્રના પરિવર્તનનો દર ખૂબ મોટો હોય છે (એડ્ડી પ્રવાહો અને તાંબાના આધાર મેટ્રિક્સમાં પરિણામી ગરમીનું કારણ બને છે), અથવા બંનેનું સંયોજન. ભાગ્યે જ ચુંબકની ખામી શમનનું કારણ બની શકે છે. જ્યારે આવું થાય છે, ત્યારે તે ચોક્કસ સ્થળ પ્રવાહમાંથી ઝડપી જૂલ ગરમીને આધિન હોય છે, જે આસપાસના પ્રદેશોનું તાપમાન વધારે છે. આ તે પ્રદેશોને સામાન્ય સ્થિતિમાં પણ ધકેલી દે છે, જે સાંકળ પ્રતિક્રિયામાં વધુ ગરમી તરફ દોરી જાય છે. સુપરકન્ડક્ટિંગ કોઇલના કદના આધારે સમગ્ર ચુંબક કેટલીક સેકંડમાં ઝડપથી સામાન્ય થઈ જાય છે. આ એક મોટા ધડાકા સાથે આવે છે કારણ કે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઊર્જા ગરમીમાં રૂપાંતરિત થાય છે, અને ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી ઉકળે છે. પ્રવાહનો અચાનક ઘટાડો કિલોવોલ્ટ પ્રેરક વોલ્ટેજ સ્પાઇક્સ અને આર્સિંગમાં પરિણમી શકે છે. ચુંબકને કાયમી નુકસાન દુર્લભ છે, પરંતુ ઘટકોને સ્થાનિક ગરમી, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ અથવા મોટા યાંત્રિક બળો દ્વારા નુકસાન થઈ શકે છે. વ્યવહારમાં, ચુંબકમાં સામાન્ય રીતે જ્યારે શમન શોધાય છે ત્યારે પ્રવાહને રોકવા અથવા મર્યાદિત કરવા માટે સલામતી ઉપકરણો હોય છે. જો મોટું ચુંબક શમનમાંથી પસાર થાય છે, તો બાષ્પીભવન કરતા ક્રાયોજેનિક પ્રવાહી દ્વારા રચાયેલી નિષ્ક્રિય વરાળ શ્વાસ લેવા યોગ્ય હવાને વિસ્થાપિત કરીને ઓપરેટરો માટે નોંધપાત્ર શ્વાસ અટકાવવાનું જોખમ રજૂ કરી શકે છે. સીઇઆરએન (CERN) ના લાર્જ હેડ્રોન કોલાઇડરમાં સુપરકન્ડક્ટિંગ ચુંબકનો મોટો ભાગ 2008માં સ્ટાર્ટ-અપ કામગીરી દરમિયાન અણધારી રીતે બુઝાઈ ગયો હતો, જેમાં બહુવિધ ચુંબકનો નાશ થયો હતો. પુનરાવર્તનને રોકવા માટે, એલ. એચ. સી. ના સુપરકન્ડક્ટિંગ ચુંબક ઝડપી-રેમ્પિંગ હીટરથી સજ્જ હોય છે જે જ્યારે શમનની ઘટના શોધાય છે ત્યારે સક્રિય થાય છે. દ્વિધ્રુવીય વળાંક ચુંબક શ્રેણીબદ્ધ રીતે જોડાયેલા હોય છે. દરેક પાવર સર્કિટમાં 154 વ્યક્તિગત ચુંબકનો સમાવેશ થાય છે, અને જો શમનની ઘટના બને છે, તો આ ચુંબકની સમગ્ર સંયુક્ત સંગ્રહિત ઊર્જાને એક જ સમયે ફેંકી દેવી જોઈએ. આ ઊર્જા ધાતુના વિશાળ બ્લોકમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે જે સેંકડો ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ થાય છે-પ્રતિરોધક ગરમીને કારણે-સેકન્ડોમાં. કણ પ્રવેગકની કામગીરી દરમિયાન ચુંબક શમન એ "એકદમ નિયમિત ઘટના" છે. પ્રવાહી સંમિશ્રણ પ્રતિક્રિયાનું કુદરતી ઉત્પાદન હિલીયમની થોડી માત્રા છે, જે જીવન માટે હાનિકારક નથી. જોખમી ટ્રિટિયમને સંપૂર્ણપણે જાળવી રાખવું મુશ્કેલ છે. સામાન્ય કામગીરી દરમિયાન, ટ્રિટિયમ સતત મુક્ત થાય છે. ટ્રિટિયમ અસ્થિર અને જૈવિક રીતે સક્રિય હોવા છતાં, ટ્રિટિયમના ટૂંકા અર્ધ-જીવન (12.32 વર્ષ) અને ખૂબ જ ઓછી સડો ઊર્જા (~ 14.95 KeV) ને કારણે, અને કારણ કે તે બાયોએક્યુમ્યુલેટ કરતું નથી (તે 7 થી 14 દિવસના જૈવિક અર્ધ-જીવન સાથે શરીરમાંથી પાણી તરીકે બહાર નીકળે છે), તેના પ્રકાશન દ્વારા આરોગ્યનું જોખમ મોટાભાગના કિરણોત્સર્ગી અશુદ્ધિઓની તુલનામાં ઘણું ઓછું છે. આઇટીઇઆરમાં ટ્રિટિયમ માટે કુલ નિયંત્રણ સુવિધાઓનો સમાવેશ થાય છે. કિરણોત્સર્ગી કચરો ફ્યુઝન રિએક્ટર વિખંડન રિએક્ટર કરતાં ઘણી ઓછી કિરણોત્સર્ગી સામગ્રી બનાવે છે. વધુમાં, તે જે સામગ્રી બનાવે છે તે જૈવિક રીતે ઓછી નુકસાનકારક છે, અને કિરણોત્સર્ગીતા તે સમયગાળાની અંદર દૂર થાય છે જે સલામત લાંબા ગાળાના કચરાના સંગ્રહ માટે હાલની ઇજનેરી ક્ષમતાઓની અંદર છે. ચોક્કસ શબ્દોમાં, એન્યુટ્રોનિક ફ્યુઝનના કિસ્સામાં સિવાય, ન્યુટ્રોન ફ્લક્સ માળખાકીય સામગ્રીને કિરણોત્સર્ગી બનાવે છે. શટ-ડાઉન સમયે કિરણોત્સર્ગી સામગ્રીની માત્રા મહત્વપૂર્ણ તફાવતો સાથે વિખંડન રિએક્ટરની સરખામણીમાં હોઈ શકે છે. ફ્યુઝન અને ન્યુટ્રોન સક્રિયકરણ રેડિયોઆઇસોટોપનું અર્ધ-જીવન વિખંડન કરતા ઓછું હોય છે, જેથી જોખમ વધુ ઝડપથી ઘટે છે. જ્યારે વિખંડન રિએક્ટર કચરો ઉત્પન્ન કરે છે જે હજારો વર્ષો સુધી કિરણોત્સર્ગી રહે છે, ફ્યુઝન રિએક્ટર (ટ્રિટિયમ સિવાયના) માં કિરણોત્સર્ગી સામગ્રી પોતે જ રિએક્ટરનું કેન્દ્ર હશે અને આમાંનો મોટાભાગનો લગભગ 50 વર્ષ સુધી કિરણોત્સર્ગી રહેશે, જ્યારે અન્ય નીચલા સ્તરનો કચરો અન્ય 100 વર્ષ કે તેથી વધુ સમય સુધી કિરણોત્સર્ગી રહેશે. ફ્યુઝન કચરાનું ટૂંકું અર્ધ-જીવન લાંબા ગાળાના સંગ્રહના પડકારને દૂર કરે છે. 500 વર્ષ સુધીમાં, સામગ્રીમાં કોલસાની રાખ જેવી જ રેડિયોટોક્સિસિટી હશે. તેમ છતાં, નીચા સ્તરના કચરાને બદલે મધ્યવર્તી સ્તરના કચરો તરીકે વર્ગીકરણ સલામતીની ચર્ચાઓને જટિલ બનાવી શકે છે. સામગ્રીની પસંદગી પરંપરાગત વિખંડનની તુલનામાં ઓછી મર્યાદિત હોય છે, જ્યાં તેમના ચોક્કસ ન્યુટ્રોન ક્રોસ-સેક્શન માટે ઘણી સામગ્રીની જરૂર પડે છે. ફ્યુઝન રિએક્ટરને "ઓછા સક્રિયકરણ" નો ઉપયોગ કરીને ડિઝાઇન કરી શકાય છે, જે સામગ્રી સરળતાથી કિરણોત્સર્ગી બનતી નથી. ઉદાહરણ તરીકે, વેનેડિયમ, સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલ કરતાં ઘણું ઓછું કિરણોત્સર્ગી બને છે. કાર્બન ફાઇબર સામગ્રી પણ ઓછી સક્રિય છે, મજબૂત અને હળવી છે, અને લેસર-જડતા રિએક્ટર માટે આશાસ્પદ છે જ્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની જરૂર નથી. પરમાણુ પ્રસાર કેટલાક દૃશ્યોમાં, ફ્યુઝન પાવર ટેકનોલોજીને લશ્કરી હેતુઓ માટે સામગ્રીનું ઉત્પાદન કરવા માટે અનુકૂળ બનાવી શકાય છે. ફ્યુઝન પાવર સ્ટેશન દ્વારા મોટી માત્રામાં ટ્રિટિયમનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે; ટ્રિટિયમનો ઉપયોગ હાઇડ્રોજન બોમ્બના ટ્રિગરમાં અને આધુનિક ઉન્નત વિખંડન શસ્ત્રોમાં થાય છે, પરંતુ તે અન્ય રીતે પણ ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. ફ્યુઝન રિએક્ટરમાંથી ઊર્જાસભર ન્યુટ્રોનનો ઉપયોગ અણુ બોમ્બ માટે શસ્ત્રો-ગ્રેડ પ્લુટોનિયમ અથવા યુરેનિયમની પ્રજનન માટે થઈ શકે છે (ઉદાહરણ તરીકે, અથવા માં રૂપાંતર દ્વારા). 2011 માં હાથ ધરાયેલા એક અભ્યાસમાં ત્રણ પરિદ્રશ્યોનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતુંઃ નાના પાયે ફ્યુઝન સ્ટેશનઃ ઘણો વધારે વીજ વપરાશ, ગરમીનું વિસર્જન અને સંવર્ધન ગેસ સેન્ટ્રીફ્યુજની તુલનામાં વધુ ઓળખી શકાય તેવી રચનાના પરિણામે, આ પસંદગી શોધવાનું ખૂબ સરળ હશે અને તેથી અવિશ્વસનીય હશે. વાણિજ્યિક સુવિધાઃ ઉત્પાદનની ક્ષમતા નોંધપાત્ર છે. પરંતુ હથિયાર-ઉપયોગી સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે જરૂરી કોઈ ફળદ્રુપ અથવા વિખંડનીય પદાર્થો સિવિલ ફ્યુઝન સિસ્ટમમાં હાજર રહેવાની જરૂર નથી. જો રક્ષણ ન હોય તો, આ સામગ્રીની શોધ તેમના લાક્ષણિક ગામા કિરણોત્સર્ગ દ્વારા કરી શકાય છે. અંતર્ગત પુનઃરચના નિયમિત ડિઝાઇન માહિતી ચકાસણી દ્વારા શોધી શકાય છે. સોલિડ બ્રીડર બ્લેન્કેટ મોડ્યુલોના (તકનીકી રીતે વધુ શક્ય) કિસ્સામાં, ફળદ્રુપ સામગ્રીની હાજરી માટે આવતા ઘટકોની તપાસ કરવી જરૂરી રહેશે, નહીં તો દર વર્ષે ઘણા શસ્ત્રો માટે પ્લુટોનિયમનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે. ગુપ્તતાને ધ્યાનમાં લીધા વિના હથિયાર-શ્રેણીની સામગ્રીને પ્રાથમિકતા આપવીઃ હથિયાર-ઉપયોગી સામગ્રીનું ઉત્પાદન કરવાની સૌથી ઝડપી રીત સિવિલ ફ્યુઝન પાવર સ્ટેશનમાં ફેરફાર કરવામાં જોવા મળી હતી. નાગરિક ઉપયોગ દરમિયાન કોઈ શસ્ત્રો-સુસંગત સામગ્રીની જરૂર નથી. ગુપ્ત કાર્યવાહીની જરૂરિયાત વિના પણ, આવા ફેરફારને ઉત્પાદન શરૂ કરવામાં લગભગ બે મહિના લાગશે અને નોંધપાત્ર રકમ પેદા કરવા માટે ઓછામાં ઓછું એક વધારાનું અઠવાડિયું લાગશે. લશ્કરી ઉપયોગ શોધવા અને રાજદ્વારી અથવા લશ્કરી માધ્યમો સાથે પ્રતિક્રિયા આપવા માટે આ પૂરતો સમય માનવામાં આવતો હતો. ઉત્પાદનને રોકવા માટે, રિએક્ટરને છોડતી વખતે સુવિધાના ભાગોનો લશ્કરી વિનાશ પૂરતો હશે. અન્ય એક અભ્યાસમાં તારણ કાઢવામાં આવ્યું છે કે "મોટા ફ્યુઝન રિએક્ટર-ભલે તે વિખંડનીય સામગ્રીના સંવર્ધન માટે રચાયેલ ન હોય-શસ્ત્રોની ઉચ્ચ ગુણવત્તા અને ખૂબ જ ઓછી સ્રોત સામગ્રીની જરૂરિયાતો સાથે સરળતાથી દર વર્ષે સેંકડો કિલોગ્રામ પુ નું ઉત્પાદન કરી શકે છે". એ બાબત પર ભાર મૂકવામાં આવ્યો હતો કે આંતરિક પ્રસાર પ્રતિકાર માટેની વિશેષતાઓનું અમલીકરણ સંશોધન અને વિકાસના પ્રારંભિક તબક્કામાં જ શક્ય બની શકે છે. હાઇડ્રોજન બોમ્બ ડિઝાઇન માટે જરૂરી સૈદ્ધાંતિક અને કોમ્પ્યુટેશનલ સાધનો જડતા બંધન ફ્યુઝન માટે જરૂરી સાધનો સાથે નજીકથી સંબંધિત છે, પરંતુ ચુંબકીય બંધન ફ્યુઝન સાથે ખૂબ જ ઓછી સમાનતા ધરાવે છે. ફ્યુઝન પાવર સામાન્ય રીતે ડ્યૂટેરિયમનો ઉપયોગ બળતણ તરીકે કરવાની દરખાસ્ત કરે છે અને ઘણી વર્તમાન રચનાઓ પણ લિથિયમનો ઉપયોગ કરે છે. આશરે 100 EJ/yr (= 1 × 1020 J/yr) ના 1995 ના વૈશ્વિક વીજ ઉત્પાદનની સમકક્ષ ફ્યુઝન ઊર્જા ઉત્પાદનને ધારીએ તો અને ભવિષ્યમાં આ વધતું નથી, જે અસંભવિત છે, તો પછી જાણીતા વર્તમાન લિથિયમ ભંડાર 3000 વર્ષ સુધી ચાલશે. દરિયાઈ પાણીમાંથી લિથિયમ 60 મિલિયન વર્ષો સુધી ચાલશે, જો કે, અને માત્ર ડ્યુટેરિયમનો ઉપયોગ કરીને વધુ જટિલ ફ્યુઝન પ્રક્રિયામાં 150 અબજ વર્ષો સુધી બળતણ હશે. આ સંદર્ભમાં કહીએ તો, 150 અબજ વર્ષ સૂર્યના બાકીના જીવનકાળ કરતાં 30 ગણા અને બ્રહ્માંડની અંદાજિત ઉંમર કરતાં 10 ગણાથી વધુ છે. ઈયુએ લગભગ 1990ના દાયકા દરમિયાન અર્થશાસ્ત્રમાં ખર્ચ કર્યો હતો. આઇ. ટી. ઇ. આર. વીસ અબજ ડોલરથી વધુના રોકાણનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, અને સંભવતઃ દસ અબજોથી વધુ, જેમાં દયાળુ યોગદાનનો સમાવેશ થાય છે. યુરોપિયન યુનિયનના છઠ્ઠા માળખા કાર્યક્રમ હેઠળ, પરમાણુ ફ્યુઝન સંશોધન પ્રાપ્ત થયું (આઇટીઇઆર ભંડોળ ઉપરાંત), ટકાઉ ઊર્જા સંશોધનની સરખામણીમાં, ફ્યુઝન પાવરમાં સંશોધનને કોઈપણ એક હરીફ તકનીક કરતા આગળ રાખે છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જીએ 2010 થી દર વર્ષે 367 મિલિયન ડોલર-671 મિલિયન ડોલરની ફાળવણી કરી છે, જે 2020 માં ટોચ પર છે, તેની નાણાકીય વર્ષ 2021 ની બજેટ વિનંતીમાં રોકાણ ઘટાડીને 425 મિલિયન ડોલર કરવાની યોજના છે. આ અંદાજપત્રનો લગભગ એક ચતુર્થાંશ હિસ્સો આઇટીઇઆરને ટેકો આપવા માટે નિર્દેશિત કરવામાં આવ્યો છે. રોકાણોનું કદ અને સમયરેખા પરિણામોનો અર્થ એ છે કે ફ્યુઝન સંશોધનને લગભગ સંપૂર્ણપણે જાહેરમાં ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવ્યું છે. જો કે, તાજેતરના વર્ષોમાં, આદર્શ-બદલાતા લો-કાર્બન ઉર્જા સ્રોતના વ્યાપારીકરણના વચનથી કંપનીઓ અને રોકાણકારોની ભીડ આકર્ષાઈ છે. બે ડઝનથી વધુ સ્ટાર્ટ-અપ કંપનીઓએ આશરે 2000 થી 2020 સુધી એક અબજ ડોલરથી વધુ આકર્ષ્યા, મુખ્યત્વે 2015 થી, અને 2021 માં ભંડોળ અને સીમાચિહ્નરૂપ સંબંધિત પ્રતિબદ્ધતાઓમાં વધુ ત્રણ અબજ, જેમાં જેફ બેઝોસ, પીટર થીલ અને બિલ ગેટ્સ સહિતના રોકાણકારો તેમજ કાનૂની અને સામાન્ય સહિતના સંસ્થાકીય રોકાણકારો અને ઇક્વિનોર, એની, શેવરોન અને ચાઇનીઝ ઇએનએન જૂથ સહિતની ઊર્જા કંપનીઓ સામેલ છે. તાજેતરમાં, ખાનગી ફ્યુઝન કંપનીઓએ અબજો ડોલરનું રોકાણ આકર્ષ્યું છે. ઉદાહરણ તરીકે, 2021 માં, કોમનવેલ્થ ફ્યુઝન સિસ્ટમ્સ (સી. એફ. એસ.) એ સ્કેલ-અપ ભંડોળમાં $1.8 અબજ મેળવ્યા, અને હેલિયન એનર્જીએ લક્ષ્યોને પહોંચી વળવા માટે વધારાના $1.7 અબજ આકસ્મિક સાથે અડધા અબજ ડોલર મેળવ્યા. 2000 અને 2010ના દાયકાની શરૂઆતમાં વિકસિત થયેલા દૃશ્યોમાં માનવ સંસ્કૃતિના ભવિષ્ય પર ફ્યુઝન પાવરના વ્યાપારીકરણની અસરોની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી. માર્ગદર્શિકા તરીકે પરમાણુ વિખંડનનો ઉપયોગ કરીને, તેમાં ITER અને બાદમાં DEMOને 2050ની આસપાસ પ્રથમ વ્યાપારી રિએક્ટરને ઓનલાઇન લાવવા અને મધ્ય સદી પછી ઝડપી વિસ્તરણ તરીકે જોવામાં આવ્યું હતું. કેટલાક દૃશ્યોએ આઇટીઇઆરની બહારના પગલા તરીકે "ફ્યુઝન ન્યુક્લિયર સાયન્સ ફેસિલિટીઝ" પર ભાર મૂક્યો હતો. જો કે, ટોકમક-આધારિત ફ્યુઝન પાવરમાં આર્થિક અવરોધો પુષ્કળ છે, જેમાં પ્રોટોટાઇપ ટોકમક રિએક્ટરને ભંડોળ પૂરું પાડવા અને નવી સપ્લાય ચેઇનના વિકાસ માટે રોકાણની જરૂર પડે છે, જે સમસ્યા કોઈપણ પ્રકારના ફ્યુઝન રિએક્ટરને અસર કરશે. ટોકામાક ડિઝાઇન શ્રમ-સઘન હોવાનું જણાય છે, જ્યારે સરકારી સંસાધનોના અભાવને કારણે જડતા ફ્યુઝન ઊર્જા જેવા વિકલ્પોનું વ્યાપારીકરણનું જોખમ વધારે છે. 2010 થી દૃશ્યો નોંધે છે કે કમ્પ્યુટિંગ અને મટિરિયલ સાયન્સની પ્રગતિ વિવિધ તકનીકી માર્ગો સાથે બહુ-તબક્કાના રાષ્ટ્રીય અથવા ખર્ચ-વહેંચણી "ફ્યુઝન પાયલોટ પ્લાન્ટ્સ" (એફ. પી. પી.) ને સક્ષમ કરે છે, જેમ કે ઊર્જા ઉત્પાદન માટે યુકે ગોળાકાર ટોકમાક, 2030-2040 સમયમર્યાદામાં. નોંધપાત્ર રીતે, જૂન 2021માં, જનરલ ફ્યુઝને જાહેરાત કરી હતી કે તે કુલ્હમ સેન્ટર ફોર ફ્યુઝન એનર્જી ખાતે વિશ્વના પ્રથમ નોંધપાત્ર જાહેર-ખાનગી ભાગીદારી ફ્યુઝન પ્રદર્શન પ્લાન્ટનું આયોજન કરવાની યુકે સરકારની દરખાસ્તને સ્વીકારશે. આ પ્લાન્ટનું નિર્માણ 2022 થી 2025 સુધી કરવામાં આવશે અને તેનો હેતુ 2025 ના દાયકાના અંતમાં વ્યાપારી પાયલોટ પ્લાન્ટ્સ માટે માર્ગ મોકળો કરવાનો છે. આ પ્લાન્ટ સંપૂર્ણ પ્રમાણના 70 ટકા હશે અને 15 કરોડ ડિગ્રીના સ્થિર પ્લાઝ્મા સુધી પહોંચવાની અપેક્ષા છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, ખર્ચ-વહેંચણી જાહેર-ખાનગી ભાગીદારી એફ. પી. પી. સંભવિત દેખાય છે, અને 2022માં ડી. ઓ. ઈ. એ તેના બોલ્ડ ડિકેડલ વિઝન ફોર કોમર્શિયલ ફ્યુઝન એનર્જીના કેન્દ્રસ્થાને નવા સીમાચિહ્નરૂપ-આધારિત ફ્યુઝન ડેવલપમેન્ટ પ્રોગ્રામની જાહેરાત કરી હતી, જેમાં ખાનગી ક્ષેત્રની આગેવાની હેઠળની ટીમો એફ. પી. પી. પૂર્વ-કલ્પનાત્મક ડિઝાઇન પ્રદાન કરે છે, તકનીકી રોડમેપને વ્યાખ્યાયિત કરે છે અને એફ. પી. પી. ડિઝાઇન તરફ નિર્ણાયક-માર્ગ વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી મુદ્દાઓને ઉકેલવા માટે જરૂરી આર એન્ડ ડીને અનુસરે છે. જો પ્રારંભિક બજારો સ્થિત કરી શકાય તો આવા પ્રદર્શન પ્લાન્ટ પર આધારિત કોમ્પેક્ટ રિએક્ટર ટેકનોલોજી 2030ના દાયકાથી ફ્લીટ અભિગમ દ્વારા વ્યાપારીકરણને સક્ષમ કરી શકે છે. બિન-પરમાણુ પુનઃપ્રાપ્ય ઊર્જાના વ્યાપક સ્વીકારે ઊર્જાના પરિદ્રશ્યમાં પરિવર્તન કર્યું છે. આવા પુનઃપ્રાપ્ય ઊર્જા 2050 સુધીમાં વૈશ્વિક ઊર્જાનો 74 ટકા પુરવઠો પૂરો પાડશે. નવીનીકરણીય ઉર્જાની કિંમતોમાં સતત ઘટાડો ફ્યુઝન પાવરની આર્થિક સ્પર્ધાત્મકતાને પડકારે છે. કેટલાક અર્થશાસ્ત્રીઓ સૂચવે છે કે ફ્યુઝન પાવર અન્ય નવીનીકરણીય ઊર્જા ખર્ચ સાથે મેળ ખાય તેવી શક્યતા નથી. ફ્યુઝન પ્લાન્ટ્સને મોટા સ્ટાર્ટ અપ અને મૂડી ખર્ચનો સામનો કરવો પડે તેવી અપેક્ષા છે. વધુમાં, સંચાલન અને જાળવણી ખર્ચાળ હોવાની શક્યતા છે. જ્યારે ચાઇના ફ્યુઝન એન્જિનિયરિંગ ટેસ્ટ રિએક્ટરની કિંમત સારી રીતે જાણીતી નથી, ત્યારે EU DEMO ફ્યુઝન કન્સેપ્ટમાં $121/MWhની ઊર્જાની સ્તરીય કિંમત (LCOE) દર્શાવવાની ધારણા કરવામાં આવી હતી. ઇંધણનો ખર્ચ ઓછો છે, પરંતુ અર્થશાસ્ત્રીઓ સૂચવે છે કે એક ગીગાવોટના પ્લાન્ટ માટે ઊર્જાનો ખર્ચ બાંધકામમાં મૂડી રોકાણમાં દરેક $1 અબજ વધારા માટે $16.5 પ્રતિ મેગાવોટ કલાક વધશે. એવું જોખમ પણ છે કે સરળતાથી મેળવેલા લિથિયમનો ઉપયોગ બેટરી બનાવવા માટે કરવામાં આવશે. તેને દરિયાઈ પાણીમાંથી મેળવવું ખૂબ જ ખર્ચાળ હશે અને ઉત્પન્ન થતી ઊર્જા કરતાં વધુ ઊર્જાની જરૂર પડી શકે છે. તેનાથી વિપરીત, ઊર્જા અંદાજની નવીનીકરણીય સ્તરની કિંમત નોંધપાત્ર રીતે ઓછી છે. દાખલા તરીકે, 2019માં સૌર ઊર્જાની ઊર્જાનો સ્તરિત ખર્ચ $40-$46/એમડબલ્યુએચ હોવાનો અંદાજ હતો, કિનારા પર પવન $29-$56/એમડબલ્યુએચ હોવાનો અંદાજ હતો, અને દરિયાકાંઠાનો પવન આશરે $92/એમડબલ્યુએચ હતો. જો કે, ઊર્જા અને પર્યાવરણીય ન્યાય માટે વહીવટી પ્રાથમિકતાઓ બજારને કેવી રીતે પ્રભાવિત કરે છે તેના આધારે, ફ્યુઝન પાવરની હજુ પણ નવીનીકરણીય ઊર્જા દ્વારા બાકી રહેલા ઊર્જા અંતરાયોને ભરવાની ભૂમિકા હોઈ શકે છે. 2020 ના દાયકામાં, ફ્યુઝનના સામાજિક-આર્થિક અભ્યાસો કે જેણે આ પરિબળોને ધ્યાનમાં લેવાનું શરૂ કર્યું, અને 2022 માં યુરોફ્યુઝને તેના સામાજિક-આર્થિક અભ્યાસો અને સંભવિત સંશોધન અને વિકાસની શરૂઆત કરી કે આવા પરિબળો વ્યાપારીકરણના માર્ગો અને સમયપત્રકને કેવી અસર કરી શકે છે. તેવી જ રીતે, એપ્રિલ 2023માં જાપાને ફ્યુઝનના ઔદ્યોગિકરણ માટે રાષ્ટ્રીય વ્યૂહરચનાની જાહેરાત કરી હતી. આમ, ફ્યુઝન પાવર પ્રાથમિક ઉર્જા સ્ત્રોત બનવાને બદલે અન્ય નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોતો સાથે મળીને કામ કરી શકે છે. કેટલીક એપ્લિકેશનોમાં, ફ્યુઝન પાવર બેઝ લોડ પ્રદાન કરી શકે છે, ખાસ કરીને જો સંકલિત થર્મલ સ્ટોરેજ અને સહઉત્પાદનનો સમાવેશ થાય અને કોલસા પ્લાન્ટ્સને ફરીથી ગોઠવવાની સંભાવનાને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે. નિયમન જેમ જેમ ફ્યુઝન પાયલોટ પ્લાન્ટ પહોંચની અંદર જાય છે, કાનૂની અને નિયમનકારી મુદ્દાઓને સંબોધિત કરવા આવશ્યક છે. સપ્ટેમ્બર 2020 માં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ નેશનલ એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસએ રાષ્ટ્રીય પાયલોટ પ્લાન્ટ પર વિચાર કરવા માટે ખાનગી ફ્યુઝન કંપનીઓ સાથે પરામર્શ કર્યો હતો. તે પછીના મહિને, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી, ન્યુક્લિયર રેગ્યુલેટરી કમિશન (એન. આર. સી.) અને ફ્યુઝન ઇન્ડસ્ટ્રી એસોસિએશને પ્રક્રિયા શરૂ કરવા માટે એક જાહેર મંચનું સહ-આયોજન કર્યું હતું. નવેમ્બર 2020 માં, આંતરરાષ્ટ્રીય અણુ ઊર્જા એજન્સી (IAEA) એ ડોઝ નિયમો અને કિરણોત્સર્ગી કચરાના સંચાલન જેવા સલામતી ધોરણો બનાવવા માટે વિવિધ દેશો સાથે કામ કરવાનું શરૂ કર્યું. જાન્યુઆરી અને માર્ચ 2021માં એન. આર. સી. એ નિયમનકારી માળખા પર બે જાહેર સભાઓનું આયોજન કર્યું હતું. 27 ડિસેમ્બરના કોન્સોલિડેટેડ એપ્રોપ્રિએશન્સ એક્ટ, 2021માં જાહેર-ખાનગી ખર્ચ વહેંચણીના અભિગમને સમર્થન આપવામાં આવ્યું હતું, જેણે ખાનગી ઉદ્યોગની 100% મેચ સાથે ફ્યુઝન પ્રદર્શન સુવિધાઓ બનાવવા માટે ભાગીદારી કાર્યક્રમ માટે પાંચ વર્ષમાં $325 મિલિયનને અધિકૃત કર્યા હતા. ત્યારબાદ, યુકે રેગ્યુલેટરી હોરાઇઝન કાઉન્સિલે ફ્યુઝન પાવરના વ્યાપારીકરણમાં યુકેને વૈશ્વિક નેતા તરીકે સ્થાપિત કરવા માટે 2022ની શરૂઆતમાં ફ્યુઝન રેગ્યુલેટરી ફ્રેમવર્કની હાકલ કરતો અહેવાલ પ્રકાશિત કર્યો હતો. આ આહ્વાનને યુકે સરકારે ઓક્ટોબર 2021 માં તેના ફ્યુઝન ગ્રીન પેપર અને તેની ફ્યુઝન સ્ટ્રેટેજી બંનેને અનુક્રમે ફ્યુઝનનું નિયમન અને વ્યાપારીકરણ કરવા માટે પ્રકાશિત કર્યું હતું. પછી, એપ્રિલ 2023 માં, અન્ય પરમાણુ નિયમનકારોને પ્રભાવિત કરવાના સંભવિત નિર્ણયમાં, એન. આર. સી. એ સર્વસંમત મતમાં જાહેરાત કરી હતી કે ફ્યુઝન ઉર્જાને વિખંડન તરીકે નહીં પરંતુ કણ પ્રવેગક જેવા જ નિયમનકારી શાસન હેઠળ નિયંત્રિત કરવામાં આવશે. ભૂ-રાજનીતિ વિશ્વના ઊર્જા ઉદ્યોગમાં પરિવર્તન લાવવા અને આબોહવા પરિવર્તનને ઘટાડવા માટે એકીકરણની સંભાવનાને ધ્યાનમાં રાખીને, સંયોજન વિજ્ઞાનને પરંપરાગત રીતે શાંતિ નિર્માણ વિજ્ઞાન મુત્સદ્દીગીરીના અભિન્ન ભાગ તરીકે જોવામાં આવે છે. જો કે, તકનીકી વિકાસ અને ખાનગી ક્ષેત્રની સંડોવણીએ બૌદ્ધિક સંપત્તિ, નિયમનકારી વહીવટ, વૈશ્વિક નેતૃત્વ, સમાનતા અને સંભવિત શસ્ત્રકરણ પર ચિંતા ઉભી કરી છે. આ આઇ. ટી. ઇ. આર. ની શાંતિ નિર્માણની ભૂમિકાને પડકાર આપે છે અને વૈશ્વિક આયોગની માંગ તરફ દોરી જાય છે. ફ્યુઝન પાવર 2050 સુધીમાં આબોહવા પરિવર્તનમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપે છે તે નોંધપાત્ર સફળતાઓ અને અવકાશ સ્પર્ધાની માનસિકતા ઉભરી આવ્યા વિના અસંભવિત લાગે છે, પરંતુ 2100 સુધીમાં યોગદાન શક્ય લાગે છે, જે તકનીકી માર્ગોના પ્રકાર અને ખાસ કરીને ખર્ચ પર આધાર રાખે છે. 2020 ના અંત પછીના વિકાસથી બહુવિધ પ્રવેશકર્તાઓ સાથે "નવી અવકાશ સ્પર્ધા" ની ચર્ચા થઈ છે, જેણે યુ. એસ. ને ચીન અને યુકેના STEP FPP સામે મુક્યું છે. 24 સપ્ટેમ્બરના રોજ, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ હાઉસ ઓફ રિપ્રેઝન્ટેટિવ્સે સંશોધન અને વ્યાપારીકરણ કાર્યક્રમને મંજૂરી આપી. ફ્યુઝન એનર્જી રિસર્ચ વિભાગમાં નાસાના સી. ઓ. ટી. એસ. કાર્યક્રમ પર આધારિત સીમાચિહ્નરૂપ, ખર્ચ વહેંચણી, જાહેર-ખાનગી ભાગીદારી કાર્યક્રમનો સમાવેશ કરવામાં આવ્યો હતો, જેણે વાણિજ્યિક અવકાશ ઉદ્યોગની શરૂઆત કરી હતી. ફેબ્રુઆરી 2021 માં, રાષ્ટ્રીય અકાદમીઓએ બ્રિંગિંગ ફ્યુઝન ટુ ધ યુ. એસ. પ્રકાશિત કર્યું. ગ્રીડે 2035-2040 માટે બજાર સંચાલિત, ખર્ચ વહેંચણી પ્લાન્ટની ભલામણ કરી અને ત્યારબાદ કોંગ્રેશનલ બાયપાર્ટિસન ફ્યુઝન કૉકસની શરૂઆત થઈ. ડિસેમ્બર 2020 માં, એક સ્વતંત્ર નિષ્ણાત પેનલે ડેમો પર યુરોફ્યુઝનની ડિઝાઇન અને આર એન્ડ ડી કાર્યની સમીક્ષા કરી, અને યુરોફ્યુઝને પુષ્ટિ કરી કે તે તેના રોડમેપ ટુ ફ્યુઝન એનર્જી સાથે આગળ વધી રહી છે, યુરોપિયન ફ્યુઝન સમુદાય સાથે ભાગીદારીમાં ડેમોની વૈચારિક ડિઝાઇનની શરૂઆત કરી, સૂચવે છે કે ઇયુ-સમર્થિત મશીન રેસમાં પ્રવેશ્યું હતું. ફાયદા ફ્યુઝન પાવર હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતા કોઈપણ બળતણ-વપરાશ ઊર્જા સ્રોત કરતાં બળતણના આપેલ વજન માટે વધુ ઊર્જા પ્રદાન કરવાનું વચન આપે છે. બળતણ (મુખ્યત્વે ડ્યુટેરિયમ) સમુદ્રમાં વિપુલ પ્રમાણમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છેઃ દરિયાઈ પાણીમાં 6500 હાઇડ્રોજન પરમાણુઓમાંથી લગભગ 1 ડ્યુટેરિયમ છે. જો કે આ માત્ર 0.015% છે, દરિયાનું પાણી પુષ્કળ પ્રમાણમાં છે અને પહોંચવામાં સરળ છે, જે સૂચવે છે કે ફ્યુઝન લાખો વર્ષો સુધી વિશ્વની ઊર્જાની જરૂરિયાતો પૂરી કરી શકે છે. પ્રથમ પેઢીના ફ્યુઝન પ્લાન્ટ્સ ડ્યુટેરિયમ-ટ્રિટિયમ ઇંધણ ચક્રનો ઉપયોગ કરે તેવી અપેક્ષા છે. આ માટે ટ્રિટિયમના સંવર્ધન માટે લિથિયમના ઉપયોગની જરૂર પડશે. તે જાણીતું નથી કે વૈશ્વિક લિથિયમ પુરવઠો કેટલો સમય સુધી આ જરૂરિયાત તેમજ બેટરી અને ધાતુ ઉદ્યોગોને પૂરી પાડવા માટે પૂરતો રહેશે. એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે બીજી પેઢીના છોડ વધુ પ્રચંડ ડ્યુટેરિયમ-ડ્યુટેરિયમ પ્રતિક્રિયા તરફ આગળ વધશે. ડ્યુટેરિયમ-હિલીયમ-3 પ્રતિક્રિયા પણ રસપ્રદ છે, પરંતુ પ્રકાશ હિલીયમ આઇસોટોપ પૃથ્વી પર વ્યવહારીક રીતે અસ્તિત્વમાં નથી. તે ચંદ્ર રેગોલિથમાં ઉપયોગી માત્રામાં અસ્તિત્વમાં હોવાનું માનવામાં આવે છે, અને વાયુ વિશાળ ગ્રહોના વાતાવરણમાં વિપુલ પ્રમાણમાં છે. ફ્યુઝન પાવરનો ઉપયોગ સૌર મંડળની અંદર કહેવાતા "ડીપ સ્પેસ" પ્રોપલ્શન માટે અને ઇન્ટરસ્ટેલર સ્પેસ એક્સપ્લોરેશન માટે થઈ શકે છે જ્યાં સૌર ઊર્જા ઉપલબ્ધ નથી, જેમાં એન્ટિમેટર-ફ્યુઝન હાઇબ્રિડ ડ્રાઇવ્સનો સમાવેશ થાય છે. ગેરફાયદા ફ્યુઝન પાવરમાં સંખ્યાબંધ ગેરફાયદા છે. કારણ કે ડ્યુટેરિયમ અને ટ્રિટિયમ દ્વારા સંચાલિત કોઈપણ રિએક્ટરમાં 80 ટકા ઊર્જા ન્યુટ્રોન પ્રવાહોના સ્વરૂપમાં દેખાય છે, આવા રિએક્ટર વિખંડન રિએક્ટરની ઘણી ખામીઓ શેર કરે છે. આમાં મોટા પ્રમાણમાં કિરણોત્સર્ગી કચરાનું ઉત્પાદન અને રિએક્ટર ઘટકોને ગંભીર કિરણોત્સર્ગ નુકસાનનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, કુદરતી રીતે બનતું ટ્રિટિયમ અત્યંત દુર્લભ છે. જ્યારે આશા છે કે ફ્યુઝન રિએક્ટર તેમના પોતાના ટ્રિટિયમનું સંવર્ધન કરી શકે છે, ટ્રિટિયમ આત્મનિર્ભરતા અત્યંત પડકારજનક છે, કારણ કે ટ્રિટિયમને નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ છે (યુ. એસ. માં 65 પરમાણુ સ્થળોમાંથી 48માંથી ટ્રિટિયમ લીક થયું છે). કોઈ પણ સંજોગોમાં અનામત અને સ્ટાર્ટ-અપ ટ્રિટિયમ ઇન્વેન્ટરીની જરૂરિયાતો અસ્વીકાર્ય રીતે મોટી હોવાની શક્યતા છે. જો રિએક્ટરને માત્ર ડ્યુટેરિયમ ઇંધણનો ઉપયોગ કરીને સંચાલિત કરી શકાય, તો પછી ટ્રિટિયમ પુનઃપ્રાપ્તિ સમસ્યા દૂર થાય છે અને ન્યુટ્રોન કિરણોત્સર્ગ નુકસાન ઘટાડી શકાય છે. જો કે, ડ્યુટેરિયમ-ડ્યુટેરિયમ પ્રતિક્રિયાઓની સંભાવના ડ્યુટેરિયમ-ટ્રિટિયમની તુલનામાં લગભગ 20 ગણી ઓછી છે. વધુમાં, જરૂરી તાપમાન ડ્યુટેરિયમ-ટ્રિટિયમ કરતાં લગભગ 3 ગણું વધારે છે (ક્રોસ સેક્શન જુઓ). ઉચ્ચ તાપમાન અને નીચા પ્રતિક્રિયા દર આમ ઇજનેરી પડકારોને નોંધપાત્ર રીતે જટિલ બનાવે છે. કોઈ પણ સંજોગોમાં, અન્ય ખામીઓ રહે છે, ઉદાહરણ તરીકે, માત્ર ડ્યુટેરિયમ ઇંધણની જરૂર હોય તેવા રિએક્ટરમાં પરમાણુ શસ્ત્રોના પ્રસારની ક્ષમતામાં ઘણો વધારો થશે. ફ્યુઝન પાવરનો ઇતિહાસ 20મી સદીની શરૂઆતમાં તારાઓએ પોતાને કેવી રીતે સંચાલિત કર્યા અને દ્રવ્ય અને ઊર્જાની પ્રકૃતિમાં વ્યાપક તપાસનો સમાવેશ કરવા માટે વિસ્તરણ કર્યું તેની તપાસ તરીકે શરૂ થયો, જ્યારે સંભવિત એપ્લિકેશનોમાં યુદ્ધ, રોકેટ પ્રોપલ્શન અને ઊર્જા ઉત્પાદનનો સમાવેશ થાય છે. ફ્યુઝનમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન થવાની આગાહી છેલ્લા 50 વર્ષથી ભવિષ્યમાં 30 વર્ષ થવાની છે અને તે હજુ પણ એટલી દૂર હોઈ શકે છે. ઇતિહાસ એ પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રની તપાસ અને યોગ્ય સામગ્રી અને ઇંધણની ઓળખથી લઈને ગરમી અને બંધન તકનીકોમાં સુધારો કરવા સુધીના ઇજનેરી પડકારોનું સમાંતર સંશોધનનું ગૂંચવણભર્યું મિશ્રણ છે. ફ્યુઝન પાવર માટેની શોધ શરૂઆતથી જ બહુવિધ માર્ગો સાથે આગળ વધી છે. ચપટી ડિઝાઇન જેવા માર્ગો દૂર થઈ ગયા કારણ કે તેમને હજુ સુધી પાર કરવાના બાકી રહેલા અવરોધોનો સામનો કરવો પડ્યો હતો. બચી ગયેલા લોકોમાં લેસર અને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક કન્ફિનમેન્ટ જેવા ICF ઉપકરણોના અભિગમો સાથે ટોકમક અને સ્ટેલર જેવા ચુંબકીય કન્ફિનમેન્ટ અભિગમોનો સમાવેશ થાય છે. પ્રથમ સફળ માનવ નિર્મિત ફ્યુઝન ઉપકરણ 1951માં ગ્રીનહાઉસ આઇટમ પરીક્ષણમાં પરીક્ષણ કરાયેલ બુસ્ટેડ ફિશન હથિયાર હતું. પ્રથમ સાચું ફ્યુઝન હથિયાર 1952નું આઇવી માઇક હતું અને તેનું પ્રથમ વ્યવહારુ ઉદાહરણ 1954નું કેસલ બ્રેવો હતું. 1950ના દાયકામાં નિયંત્રિત થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝન હાંસલ કરનાર પ્રથમ મશીન 1958ની શરૂઆતમાં લોસ એલામોસ નેશનલ લેબોરેટરીમાં સ્કાયલા I નામનું પિંચ મશીન હતું. જે ટીમે તે હાંસલ કર્યું હતું તેનું નેતૃત્વ જેમ્સ ટક નામના બ્રિટિશ વૈજ્ઞાનિક દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું અને તેમાં એક યુવાન માર્શલ રોસેનબ્લથનો સમાવેશ થતો હતો. ટક મેનહટન પ્રોજેક્ટમાં સામેલ હતા, પરંતુ 1950ના દાયકાની શરૂઆતમાં ફ્યુઝન પર કામ કરવાનું શરૂ કર્યું હતું. તેમણે લાઇમેન સ્પિટ્ઝર સાથે ફ્યુઝન રિએક્ટર વિકસાવવા માટે વ્હાઇટ હાઉસ દ્વારા પ્રાયોજિત સ્પર્ધાના ભાગરૂપે આ પ્રોજેક્ટ માટે ભંડોળ માટે અરજી કરી હતી. સ્પિટ્ઝરે પ્રિન્સટન ખાતે સ્ટેલરની વિભાવના વિકસાવી. અગાઉના વર્ષે, 1957 માં, અંગ્રેજોએ (અદભૂત રીતે) દાવો કર્યો હતો કે તેઓએ ઝેટા પિંચ મશીન પર થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ પ્રાપ્ત કરી છે. પરંતુ આ બહાર આવ્યું કે તેઓએ જે ન્યુટ્રોન શોધી કાઢ્યા હતા તે બીમ-ટાર્ગેટ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાંથી હતા, ફ્યુઝન નહીં, અને યુકેએ શરમજનક રીતે દાવો પાછો ખેંચવો પડ્યો. સ્કાયલા પ્રથમ તે સમયે એક વર્ગીકૃત મશીન હતું, તેથી હકીકત એ છે કે માનવજાતિએ જથ્થાબંધ નિયંત્રિત પરમાણુ સંલયનનું પ્રદર્શન કર્યું હતું તે લોકોથી છુપાવવામાં આવ્યું હતું. પરંપરાગત ઝેડ-પિન્ચ પ્લાઝ્માના કેન્દ્રની નીચે પ્રવાહ પસાર કરે છે, જે બહારની આસપાસ ચુંબકીય બળ બનાવે છે જે પ્લાઝમાને ફ્યુઝન પરિસ્થિતિઓમાં સંકોચાય છે. સ્કાયલા આ મૂળભૂત વિચાર પર એક વળાંક હતો; તે એક θ-પિંચ હતો, જે બહારની આસપાસ પ્રવાહ પસાર કરે છે, જે કેન્દ્રમાં ચુંબકીય બળ બનાવે છે સ્કાયલા I એ θ-પિંચ મશીન હતું, જેમાં ડ્યુટેરિયમથી ભરેલું સિલિન્ડર હતું. સ્કાયલા-1 ની સફળતા પછી, લોસ એલામોસે આગામી કેટલાક વર્ષોમાં બહુવિધ ચપટી મશીનો બનાવવાનું ચાલુ રાખ્યું. પરંતુ પિંચની સમસ્યા એ હતી કે તે સંપૂર્ણ અસ્થિરતાને કારણે અસ્થિર હતા. આ સમયગાળા દરમિયાન સમાંતર ઘણા ફ્યુઝન અભિગમો અપનાવવામાં આવ્યા હતા અને પ્રિન્સટન તારામંડળ સંશોધનના કેન્દ્ર તરીકે ઉભરી આવ્યું હતું. તેની પહેલ લાઇમન સ્પિટ્ઝર દ્વારા કરવામાં આવી હતી. ફ્યુઝન તરત જ ન થયું હોવા છતાં, આ પ્રયાસ પ્રિન્સટન પ્લાઝમા ફિઝિક્સ લેબોરેટરીની રચના તરફ દોરી ગયો. ટોકામાક ટોકામાકની વિભાવના I. E. થી 1950-1951 માં ઉદ્ભવી હતી. સોવિયત યુનિયનમાં તમ અને એ. ડી. સખારોવ. ટોકામાકે અનિવાર્યપણે લો-પાવર પિંચ ઉપકરણને લો-પાવર સ્ટેલર સાથે જોડ્યું હતું. એ. ડી. સખારોવના જૂથે પ્રથમ ટોકામાકનું નિર્માણ કર્યું હતું, જેણે પ્રથમ અર્ધસ્થાયી ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા પ્રાપ્ત કરી હતી. લોરેન્સ લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરી (એલ. એલ. એન. એલ.) ના વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા 1960માં લેસરની શોધના થોડા સમય પછી 1962માં લેસર ફ્યુઝન સૂચવવામાં આવ્યું હતું. જડતા બંધન ફ્યુઝન (લેસરનો ઉપયોગ કરીને) સંશોધન 1965 ની શરૂઆતમાં શરૂ થયું હતું. એલ. એલ. એન. એલ. ખાતે કેટલીક લેસર પ્રણાલીઓ બનાવવામાં આવી હતી. તેમાં આર્ગસ, સાયક્લોપ્સ, જાનુસ, લાંબો માર્ગ, શિવ લેસર અને નોવાનો સમાવેશ થાય છે. લેસર એડવાન્સિસમાં ફ્રિક્વન્સી-ટ્રીપલિંગ સ્ફટિકોનો સમાવેશ થાય છે જે ઇન્ફ્રારેડ લેસર બીમને અલ્ટ્રાવાયોલેટ બીમ અને "ચિર્પિંગ" માં રૂપાંતરિત કરે છે, જેણે એક તરંગલંબાઇને સંપૂર્ણ સ્પેક્ટ્રમમાં બદલી છે જેને વિસ્તૃત કરી શકાય છે અને પછી એક આવર્તનમાં પુનર્ગઠન કરી શકાય છે. 1980ના દાયકામાં લેસર સંશોધનમાં એક અબજ ડોલરથી વધુનો વપરાશ થયો હતો. ઉત્ક્રાંતિ સમય જતાં "અદ્યતન ટોકમક" ખ્યાલ ઉભરી આવ્યો, જેમાં બિન-ગોળાકાર પ્લાઝ્મા, આંતરિક ડાયવર્ટર્સ અને મર્યાદાઓ, સુપરકન્ડક્ટિંગ ચુંબક, વધેલી સ્થિરતાના કહેવાતા "એચ-મોડ" ટાપુની કામગીરી અને વેક્યૂમ ચેમ્બરની અંદર ચુંબક સાથે કોમ્પેક્ટ ટોકમકનો સમાવેશ થાય છે. 1980ના દાયકામાં ટોરે સુપ્રા, જે. ઈ. ટી., ટી-15 અને જે. ટી.-60 ટોકામક્સનું નિર્માણ કરવામાં આવ્યું હતું. 1984માં, ઓ. આર. એન. એલ. ના માર્ટિન પેંગે ઘણી ઓછી ત્રિજ્યા સાથે ગોળાકાર ટોકમકની દરખાસ્ત કરી હતી. તે કેન્દ્રમાં એક મોટા વાહકનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં ચુંબક આ વાહકની અડધી વીંટી તરીકે બંધ હોય છે. આસ્પેક્ટ રેશિયો ઘટીને 1.2 જેટલો નીચો થઈ ગયો.: B 247:225 પેંગની હિમાયતમાં ડેરેક રોબિન્સનનો રસ જાગ્યો, જેમણે સ્મોલ ટાઈટ આસ્પેક્ટ રેશિયો ટોકામેક (START) બનાવ્યું હતું. 1990 ના દાયકામાં 1991 માં, સંયુક્ત યુરોપિયન ટોરસ ખાતે પ્રારંભિક ટ્રિટિયમ પ્રયોગે ફ્યુઝન પાવરનું વિશ્વનું પ્રથમ નિયંત્રિત પ્રકાશન હાંસલ કર્યું. 1996માં, ટોરે સુપ્રાએ લગભગ 1 મિલિયન એમ્પીયરના પ્રવાહ સાથે બે મિનિટ માટે પ્લાઝ્મા બનાવ્યું હતું, જેમાં કુલ 280 એમજે ઇન્જેક્ટેડ અને એક્સટ્રેક્ટેડ ઊર્જા હતી. 1997માં, જે. ઇ. ટી. એ 16.1 મેગાવોટ ફ્યુઝન પાવર (65 ટકા હીટ ટુ પ્લાઝ્મા) નું ઉત્પાદન કર્યું હતું, જેમાં 10 મેગાવોટથી વધુ ફ્યુઝન પાવર 0.5 સેકન્ડથી વધુ સમય સુધી ટકી રહી હતી. 2000 ના દાયકામાં "ફાસ્ટ ઇગ્નીશન" એ વીજળી બચાવી અને ICF ને ઊર્જા ઉત્પાદનની સ્પર્ધામાં ખસેડ્યું. 2006માં ચીનનું એક્સપેરિમેન્ટલ એડવાન્સ્ડ સુપરકન્ડક્ટિંગ ટોકામાક (ઇ. એ. એસ. ટી.) પરીક્ષણ રિએક્ટર પૂર્ણ થયું હતું. ટોરોઇડલ અને પોલોઇડલ બંને ક્ષેત્રો પેદા કરવા માટે સુપરકન્ડક્ટિંગ ચુંબકનો ઉપયોગ કરનાર તે પ્રથમ ટોકમક હતું. માર્ચ 2009માં, લેસર સંચાલિત ICF NIF કાર્યરત થયું. 2000ના દાયકામાં, ખાનગી રીતે સમર્થિત ફ્યુઝન કંપનીઓએ સ્પર્ધામાં પ્રવેશ કર્યો, જેમાં ટી. એ. ઈ. ટેક્નોલોજીસ, જનરલ ફ્યુઝન અને ટોકામાક એનર્જીનો સમાવેશ થાય છે. 2010ના દાયકામાં ખાનગી અને જાહેર સંશોધનને વેગ મળ્યો. જનરલ ફ્યુઝને પ્લાઝ્મા ઇન્જેક્ટર ટેકનોલોજી વિકસાવી અને ટ્રાઇ આલ્ફા એનર્જીએ તેના સી-2યુ ઉપકરણનું પરીક્ષણ કર્યું. ફ્રેન્ચ લેસર મેગાજૌલે કામગીરી શરૂ કરી. એન. આઈ. એફ. એ 2013માં ચોખ્ખો ઊર્જા લાભ હાંસલ કર્યો હતો, જેને ખૂબ જ મર્યાદિત અર્થમાં સમગ્ર લક્ષ્યાંકને બદલે તૂટી પડેલા લક્ષ્યાંકના મુખ્ય કેન્દ્ર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યો હતો. 2014માં, ફોનિક્સ ન્યુક્લિયર લેબ્સે ઉચ્ચ ઉપજ આપનાર ન્યુટ્રોન જનરેટરનું વેચાણ કર્યું હતું, જે 24 કલાકના સમયગાળામાં પ્રતિ સેકન્ડ 5×1011 ડ્યુટેરિયમ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓને ટકાવી શકે છે. 2015માં, એમ. આઈ. ટી. એ ઉચ્ચ-ચુંબકીય ક્ષેત્રની કોઇલનું ઉત્પાદન કરવા માટે દુર્લભ-પૃથ્વી બેરિયમ-કોપર ઓક્સાઇડ (આર. ઈ. બી. સી. ઓ.) સુપરકન્ડક્ટિંગ ટેપનો ઉપયોગ કરીને એ. આર. સી. ફ્યુઝન રિએક્ટર નામના ટોકમકની જાહેરાત કરી હતી, જેનો દાવો તેણે કર્યો હતો કે તે અન્ય ડિઝાઇન કરતા નાના રૂપરેખાંકનમાં તુલનાત્મક ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. ઓક્ટોબરમાં, જર્મનીના ગ્રીફ્સવાલ્ડમાં મેક્સ પ્લેન્ક ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ પ્લાઝમા ફિઝિક્સના સંશોધકોએ વેન્ડેલસ્ટીન 7-X (W7-X) નું નિર્માણ પૂર્ણ કર્યું હતું. ડબલ્યુ 7-એક્સ તારામંડળે 10 ડિસેમ્બર 2015ના રોજ કાર્યકારી તબક્કો 1 (OP1.1) શરૂ કર્યો હતો, જેમાં સફળતાપૂર્વક હિલીયમ પ્લાઝમાનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું હતું. તેનો ઉદ્દેશ મહત્વપૂર્ણ પ્રણાલીઓનું પરીક્ષણ કરવાનો અને મશીનના ભૌતિકશાસ્ત્રને સમજવાનો હતો. ફેબ્રુઆરી 2016 સુધીમાં, હાઇડ્રોજન પ્લાઝ્મા હાંસલ કરવામાં આવ્યો હતો, જેમાં તાપમાન 100 મિલિયન કેલ્વિન સુધી પહોંચ્યું હતું. પ્રારંભિક પરીક્ષણોમાં પાંચ ગ્રેફાઇટ મર્યાદાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. 2, 000થી વધુ કઠોળ અને નોંધપાત્ર સીમાચિહ્નો હાંસલ કર્યા પછી, OP1.1 10 માર્ચ 2016ના રોજ પૂર્ણ થયું હતું. એક સુધારો અનુસરવામાં આવ્યો, અને 2017 માં OP1.2 નો હેતુ અનકોલ્ડ ડાયવર્ટરનું પરીક્ષણ કરવાનો હતો. જૂન 2018 સુધીમાં, વિક્રમી તાપમાન પહોંચી ગયું હતું. W7-X એ તેની પ્રથમ ઝુંબેશને લિમિટર અને આઇલેન્ડ ડાયવર્ટર પરીક્ષણો સાથે પૂર્ણ કરી, 2018 ના અંત સુધીમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ હાંસલ કરી. તે ટૂંક સમયમાં 30 મિનિટ સુધી ટકી રહેલા હિલીયમ અને હાઇડ્રોજન પ્લાઝમાનું ઉત્પાદન કરે છે. 2017માં, હેલિયન એનર્જીનું પાંચમી પેઢીનું પ્લાઝ્મા મશીન કાર્યરત થયું હતું. યુકેની ટોકામેક એનર્જીના એસટી40એ "પ્રથમ પ્લાઝ્મા" ઉત્પન્ન કર્યો હતો. પછીના વર્ષે, એનીએ એમ. આઈ. ટી. ની એ. આર. સી. ટેકનોલોજીનું વ્યાપારીકરણ કરવાનો પ્રયાસ કરવા માટે કોમનવેલ્થ ફ્યુઝન સિસ્ટમ્સમાં $50 મિલિયનના રોકાણની જાહેરાત કરી હતી. જાન્યુઆરી 2021 માં, સુપરઓક્સે 700 A/mm2 થી વધુ વર્તમાન ક્ષમતા સાથે નવા સુપરકન્ડક્ટિંગ વાયરના વ્યાપારીકરણની જાહેરાત કરી હતી. ટી. એ. ઈ. ટેક્નોલોજિસે તેના નોર્મન ઉપકરણ માટે પરિણામોની જાહેરાત કરી, જે કંપનીના અગાઉના ઉપકરણોની તુલનામાં અનુક્રમે 30 મિલિસેકન્ડ્સ માટે લગભગ 60 એમ. કે., 8 અને 10 ગણું વધારે તાપમાન ધરાવે છે. ઓક્ટોબરમાં, ઓક્સફર્ડ સ્થિત ફર્સ્ટ લાઇટ ફ્યુઝને તેના પ્રક્ષેપ્ય ફ્યુઝન પ્રોજેક્ટની જાહેરાત કરી હતી, જે ફ્યુઝન લક્ષ્ય પર એલ્યુમિનિયમ ડિસ્કને ફાયર કરે છે, જે 9 મેગા-એમ્પીયર ઇલેક્ટ્રિકલ પલ્સ દ્વારા વેગ આપે છે, જે 100 કિમીની ઝડપે પહોંચે છે. પરિણામી ફ્યુઝન ન્યુટ્રોન ઉત્પન્ન કરે છે જેની ઊર્જા ગરમી તરીકે કબજે કરવામાં આવે છે. 8 નવેમ્બરના રોજ, પ્લાઝમા ફિઝિક્સના APS વિભાગની 63મી વાર્ષિક બેઠકમાં આમંત્રિત સંબોધનમાં, નેશનલ ઇગ્નીશન ફેસિલિટીએ ICF પ્રોગ્રામના 60 + વર્ષના ઇતિહાસમાં પ્રથમ વખત 8 ઓગસ્ટ, 2021ના રોજ પ્રયોગશાળામાં ફ્યુઝન ઇગ્નીશન શરૂ કરવાનો દાવો કર્યો હતો. આ શોટથી 1.3 એમ. જે. ફ્યુઝન એનર્જી મળી, જે 2021ની વસંતઋતુમાં કરવામાં આવેલા પરીક્ષણોમાં 8 ગણો સુધારો દર્શાવે છે. એન. આઈ. એફ. નો અંદાજ છે કે 230 કે. જે. ઊર્જા ઇંધણ કેપ્સ્યૂલ સુધી પહોંચી હતી, જેના પરિણામે કેપ્સ્યૂલમાંથી લગભગ 6 ગણી ઊર્જા ઉત્પન્ન થઈ હતી. ઇમ્પીરીયલ કોલેજ લંડનના એક સંશોધકે જણાવ્યું હતું કે મોટાભાગના ક્ષેત્ર સંમત થયા હતા કે ઇગ્નીશન દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. નવેમ્બર 2021 માં, હેલિયન એનર્જીએ તેના સાતમી પેઢીના પોલારિસ ઉપકરણ માટે શ્રેણી ઇ ભંડોળમાં $500 મિલિયન મેળવ્યા હોવાનું નોંધ્યું હતું, જે ચોખ્ખા વીજળી ઉત્પાદનને દર્શાવવા માટે રચાયેલ છે, જેમાં વધારાના $1.7 અબજ પ્રતિબદ્ધતાઓ ચોક્કસ સીમાચિહ્નો સાથે જોડાયેલી છે, જ્યારે કોમનવેલ્થ ફ્યુઝન સિસ્ટમ્સે તેના SPARC રિએક્ટરના નિર્માણ અને સંચાલન માટે શ્રેણી બી ભંડોળમાં વધારાના $1.8 અબજ એકત્ર કર્યા હતા, જે કોઈપણ ખાનગી ફ્યુઝન કંપનીમાં એકમાત્ર સૌથી મોટું રોકાણ છે. એપ્રિલ 2022માં, ફર્સ્ટ લાઇટે જાહેરાત કરી હતી કે તેમના હાયપરસોનિક પ્રક્ષેપ્ય ફ્યુઝન પ્રોટોટાઇપે ફ્યુઝન સાથે સુસંગત ન્યુટ્રોનનું ઉત્પાદન કર્યું છે. તેમની તકનીક વિદ્યુતચુંબકીય રીતે મેક 19 પર પાંજરામાં બળતણ ગોળી પર પ્રક્ષેપ્ય કરે છે. ડ્યુટેરિયમ ઇંધણ મેક 204 પર સંકુચિત થાય છે, જે 100 ટી. પી. એ. ના દબાણ સ્તર સુધી પહોંચે છે. 13 ડિસેમ્બર, 2022ના રોજ, યુ. એસ. ઊર્જા વિભાગે અહેવાલ આપ્યો હતો કે નેશનલ ઇગ્નીશન ફેસિલિટીના સંશોધકોએ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયામાંથી ચોખ્ખો ઊર્જા લાભ પ્રાપ્ત કર્યો છે. આ સુવિધામાં હાઇડ્રોજન ઇંધણની પ્રતિક્રિયાએ 2.05 એમજે ઇનપુટનો વપરાશ કરતી વખતે આશરે 3.15 એમજે ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી હતી. જો કે, ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓએ 3 મેગાજૂલથી વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી હોઈ શકે છે-લક્ષ્ય સુધી પહોંચાડવામાં આવી હતી તેના કરતા વધુ-એનઆઈએફના 192 લેસરોએ રૂપાંતરણ પ્રક્રિયામાં 322 એમજે ગ્રીડ ઊર્જાનો વપરાશ કર્યો હતો. મે 2023માં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી (ડી. ઓ. ઈ.) એ ફ્યુઝન પાવર પ્લાન્ટ ડિઝાઇન અને સંશોધન પ્રયાસોને ટેકો આપવા માટે સાત રાજ્યોમાં આઠ કંપનીઓને $46 મિલિયનનું અનુદાન પૂરું પાડ્યું હતું. આ ભંડોળ, માઇલસ્ટોન-બેઝ્ડ ફ્યુઝન ડેવલપમેન્ટ પ્રોગ્રામ હેઠળ, એક દાયકાની અંદર પાયલોટ-સ્કેલ ફ્યુઝન દર્શાવવા અને 2050 સુધીમાં કાર્બન-તટસ્થ ઊર્જા સ્ત્રોત તરીકે ફ્યુઝન વિકસાવવાના ઉદ્દેશો સાથે સંરેખિત થાય છે. મંજૂર કરાયેલી કંપનીઓને આગામી 5-10 વર્ષોમાં વ્યવહારુ ફ્યુઝન પાયલોટ પ્લાન્ટ ડિઝાઇન બનાવવા માટે વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી પડકારોનો સામનો કરવાની જવાબદારી સોંપવામાં આવી છે. પ્રાપ્તકર્તા કંપનીઓમાં કોમનવેલ્થ ફ્યુઝન સિસ્ટમ્સ, ફોકસ એનર્જી ઇન્ક., પ્રિન્સટન સ્ટેલરટર્સ ઇન્ક., રિયલ્ટા ફ્યુઝન ઇન્ક., ટોકામેક એનર્જી ઇન્ક., ટાઇપ વન એનર્જી ગ્રુપ, એક્સસીમર એનર્જી ઇન્ક. અને ઝેપ એનર્જી ઇન્કનો સમાવેશ થાય છે. રેકોર્ડ્સ ફ્યુઝન રેકોર્ડ્સ આગળ વધવાનું ચાલુ રાખે છેઃ લિ-6 ફ્યુઝન ઇગ્નીશન હાઇ બીટા ફ્યુઝન રિએક્ટરના ઉત્પાદન માટે COLEX પ્રક્રિયા પણ જુઓ. ફ્યુઝન એનર્જીનું વ્યાપારીકરણઃ નાના વ્યવસાયો મોટા વિજ્ઞાનમાં કેવી રીતે પરિવર્તન લાવી રહ્યા છે. આઇ. ઓ. પી. પ્રકાશન. . ઓરેસ્ક, નાઓમી, "ફ્યુઝનનું ખોટું વચનઃ તાજેતરની પ્રગતિ છતાં, પરમાણુ ફ્યુઝન એ આબોહવા કટોકટીનો ઉકેલ નથી", સાયન્ટિફિક અમેરિકન, વોલ્યુમ. 328, નં. 6 (જૂન 2023), પૃષ્ઠ 86. બાહ્ય કડીઓ ફ્યુઝન ડિવાઇસ ઇન્ફર્મેશન સિસ્ટમ ફ્યુઝન એનર્જી બેઝ ફ્યુઝન ઇન્ડસ્ટ્રી એસોસિએશન પ્રિન્સટન સેટેલાઇટ સિસ્ટમ્સ ન્યૂઝ યુ. એસ. ફ્યુઝન એનર્જી સાયન્સ પ્રોગ્રામ ટકાઉ ઊર્જા ઉભરતી તકનીકો