Lithium Tokamak Experiment
لتیم ٹوکامک تجربہ (ایل ٹی ایکس)، اور اس کے پیشرو، کرنٹ ڈرائیو تجربہ-اپ گریڈ (سی ڈی ایکس-یو)، پرنسٹن پلازما فزکس لیبارٹری میں پلازما کا سامنا کرنے والے جزو (پی ایف سی) کے طور پر مائع لتیم کے مطالعہ کے لیے وقف آلات ہیں۔ پی ایف سی کے طور پر لتیم کے فوائد تجارتی فیوژن پاور ڈویلپمنٹ کے لیے جاری تحقیقی مسائل میں سے ایک ری ایکٹر برتن کے پلازما کا سامنا کرنے والے حصوں کے لیے مواد کا انتخاب ہے، جسے پہلی دیوار بھی کہا جاتا ہے۔ زیادہ تر ری ایکٹر ہائی ویکیوم کے برابر کام کرتے ہیں اور اس طرح خالی اندرونی حصے کے خلاف میگیٹس کے اندرونی دباؤ کا مقابلہ کرنے کے لیے ہائی طاقت والے مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔ عام مواد وہ ہوتے ہیں جو دیگر کیمیائی اور جوہری عمل میں استعمال ہوتے ہیں، جیسے مختلف اسٹیل مرکب۔ بدقسمتی سے، فیوژن ری ایکٹروں میں استعمال ہونے پر ان ہی مواد کے کئی نقصانات ہوتے ہیں۔ ایک بڑا مسئلہ یہ ہے کہ جب بچ جانے والا فیوژن ایندھن مواد سے ٹکرا جاتا ہے تو یہ ٹھنڈا ہو جاتا ہے، کم درجہ حرارت پر ایندھن کے بڑے پیمانے پر واپس آتا ہے اور مجموعی طور پر ایندھن کو ٹھنڈا کرتا ہے۔ اسے "ری سائیکلنگ" کہا جاتا ہے۔ دوسرا یہ ہے کہ یہ تعاملات دھات کے ایٹموں کو بھی ختم کر سکتے ہیں، اور ان کی اعلی جوہری کمیت، یا "ہائی زیڈ" کی وجہ سے، جب انہیں گرم کیا جاتا ہے تو وہ کافی مقدار میں ایکس رے خارج کرتے ہیں جو پلازما ایندھن کو بھی ٹھنڈا کرتا ہے۔ مائع لتیم پی ایف سی کی پرکشش خصوصیات میں سے ایک یہ ہے کہ یہ عملی طور پر ری سائیکلنگ کو ختم کرتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ لتیم میں جوہری ہائیڈروجن کے ساتھ زیادہ کیمیائی تعامل ہوتا ہے، جسے پھر پی ایف سی میں برقرار رکھا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، لتیم کا جوہری نمبر کم ہے، Z۔ یہ پی ایف سی مواد سے تابکاری کے ذریعے سب سے کم ممکنہ توانائی کا نقصان دیتا ہے جو پلازما میں ختم ہو سکتا ہے، کیونکہ زیڈ میں اضافے کے ساتھ تابکاری میں مضبوطی سے اضافہ ہوتا ہے۔ آخر میں، بہتا ہوا مائع لتیم ممکنہ طور پر ری ایکٹر کی دیواروں پر متوقع اعلی طاقت کی کثافت کو بھی سنبھال سکتا ہے۔ ٹوکامک کی کارکردگی تمام بڑے ٹوکامکوں نے کم ری سائیکلنگ کے حالات میں اپنی بہترین کارکردگی حاصل کی ہے۔ اگر مکمل طور پر غیر ری سائیکلنگ والی دیوار حاصل کی جا سکتی ہے، تو نظریہ پیش گوئی کرتا ہے کہ مقناطیسی قید کی بنیادی نوعیت بدل جائے گی۔ درجہ حرارت اور کثافت پروفائلز، اور پلازما کرنٹ کی تقسیم، ممکنہ طور پر نقصان دہ پلازما کی عدم استحکام کو ختم کرے گی۔ مزید برآں، توانائی اور ذرات کے نقصان کا سبب بننے والے نقل و حمل کے طریقہ کار کو کم کیا جائے گا، اور زیادہ توانائی کی قید کے ساتھ پلازما کا نتیجہ ہو سکتا ہے۔ سی ڈی ایکس-یو 2000 سے 2005 تک پی پی پی ایل میں کام کرتا رہا۔ بڑے رقبے کے مائع لتیم پی ایف سی کے پہلے ٹیسٹ کے طور پر، سی ڈی ایکس-یو میں لتیم پر مشتمل ویکیوم چیمبر کے نچلے حصے میں ایک ٹورائڈل ٹرے تھا۔ یہاں تک کہ اس جزوی غیر ری سائیکلنگ پی ایف سی کے ساتھ، پلازما کی کارکردگی میں بڑی بہتری حاصل کی گئی۔ نجاست کو کم کیا گیا، اور 2005 میں توانائی کی قید میں ڈرامائی بہتری (x6) دیکھی گئی۔ سی ڈی ایکس-یو کو ایل ٹی ایکس میں تبدیل کرنا مزید مکمل غیر ری سائیکلنگ پی ایف سی حاصل کرنے کے لیے، سی ڈی ایکس-یو ویکیوم برتن کو اس کے اندر ایک گرم اندرونی خول کی تنصیب کے لیے الگ کیا گیا تھا۔ یہ سی ڈی ایکس-یو کو ایل ٹی ایکس میں تبدیل کرنے کے لیے ایک بڑا قدم تھا۔ ایل ٹی ایکس کا پہلا پلازما 2008 میں تھا، اور پہلی بار 2010 میں لتیم وال کوٹنگ کے ساتھ چلایا گیا۔ تعمیر خول 3/8 "تانبے کی چادروں سے بنایا گیا تھا، جس میں ایک سٹینلیس سٹیل لائنر دھماکہ خیز طور پر بندھا ہوا تھا۔ اندرونی ایل ٹی ایکس خول کی سٹینلیس سٹیل پلازما کا سامنا کرنے والی سطح کو الیکٹران بیم بخارات کا استعمال کرتے ہوئے شاٹس کے درمیان لتیم کے ساتھ لیپت کیا جائے گا۔ خول کے درجہ حرارت کو لتیم کے پگھلنے کے مقام سے اوپر رکھنے سے، ایل ٹی ایکس پی ایف سی ایریا کا 90 ٪ (~ 5 میٹر 2) غیر ری سائیکلنگ مائع لتیم پر مشتمل ہوگا۔ 2016 سے 2019 تک LTX-β کو LTX-β بننے کے لیے اپ گریڈ کیا گیا۔ اپ گریڈ نے مقناطیسی میدان میں تقریبا دو تہائی اضافہ کیا، اور 500 کلو واٹ نیوٹرل بیم انجیکٹر ہیٹنگ کا اضافہ کیا۔ اپ گریڈ شدہ سہولت کے پہلے نتائج اگست 2020 میں رپورٹ کیے گئے تھے۔ ٹوکامکس لتیم پرنسٹن پلازما فزکس لیبارٹری