परमाणु ऊर्जा: न्यूक्लिअर फ्यूजन भनेको के हो र यसले ऊर्जा संकट कसरी टार्न सक्छ

अमेरिकी वैज्ञानिकहरूले असीमित ऊर्जा प्रदान गर्न सक्ने प्रभावकारी प्रक्रिया पत्ता लगाउन गरेको प्रयत्नमा विशेष सफलता हासिल गरेका छन्।

त्यस्तो सफलता न्युक्लिअर फ्युजन अर्थात् पारमाणविक विलयन प्रक्रियाको क्षेत्रमा प्राप्त भएको हो।

पारमाणविक विलयन जीवाश्म इन्धनमा निर्भर छैन र त्यसबाट हानिकारक हरित गृह ग्यास पनि उत्पन्न हुँदैन त्यसैले यसबाट जलवायु परिवर्तनको नकारात्मक असर नियन्त्रण गर्न पनि सहयोग पुग्न सक्ने दाबी गरिन्छ।

पारमाणविक विलयन भनेको के हो?

पारमाणविक विलयन त्यस्तो प्रक्रिया हो जुन प्रक्रियाबाट सूर्यलाई उसको ऊर्जा प्राप्त भइरहेको छ।

५० भन्दा बढी देशका वैज्ञानिकहरूले सन् १९६० को दशकदेखि पृथ्वीमा त्यस्तै प्रक्रियाबाट ऊर्जा उत्पादन गर्ने प्रयास गरिरहेका छन्।

यो प्रक्रियाबाट संसारलाई ठूलो मात्रामा स्वच्छ ऊर्जा उपलब्ध हुने वैज्ञानिकहरूले आशा राखेका छन्।

परमाणु विलयनको प्रक्रियामा परमाणु भनिने अति सुक्ष्म कणका जोडीहरूलाई ठूलो ताप दिएर बेस्सरी तताइन्छ र एक अर्कामा मिसिन प्रेरित गरिन्छ यसरी तिनीहरूको सम्मिलनबाट अलि गह्रुङ्गो अर्को कण बन्न पुग्छ।

यो प्रक्रिया न्युक्लिअर फिसन अर्थात् पारमाणविक विखण्डनको भन्दा उल्टो अर्थात विपरीत प्रक्रिया हो जहाँ गह्रुङ्गा कणहरूलाई टुक्र्याइन्छ।

पारमाणविक ऊर्जा केन्द्रहरूले अहिले पारमाणविक विखण्डन प्रविधि प्रयोग गरेर बिजुली उत्पादन गरिरहेका छन्।

पारमाणविक विलयन किन यति धेरै महत्त्वपूर्ण छ?

पारमाणविक विखण्डनले ठूलो मात्रामा विकिरणजन्य फोहोर उत्पन्न गर्छ जुन खतरनाक पनि हुन सक्छ त्यसैले त्यस्ता विकिरणयुक्त फोहरलाई सयौँ वर्षसम्म सुरक्षित रूपमा भण्डारण गर्नुपर्ने हुन्छ।

पारमाणविक विलयनबाट उत्पन्न हुने फोहोर कम विकिरणजन्य हुन्छ र तुलनात्मक रूपमा छिटो निस्प्रभावी पनि बन्छ।

पारमाणविक विलयनमा तेल वा ग्यास जस्ता जीवाश्म इन्धनको आवश्यक पर्दैन।

यसले हरित गृह ग्यास पनि पैदा गर्दैन जुन ग्यासलाई सूर्यको तापक्रमलाई सोसेर जलवायु परिवर्तनको समस्याका लागि जिम्मेवार मानिएको छ।

धेरैजसो विलयन परीक्षणमा हाइड्रोजन तत्त्वको प्रयोग गरिन्छ जुन समुद्रको पानी र लिथिअम तत्त्वबाट सस्तोमै उत्पादन गर्न सकिन्छ। त्यसको अर्थ हो ऊर्जा उपलब्धता दशौँ लाख वर्षसम्म रहिरहन सक्छ।

यसलाई ऊर्जा उत्पादनको "दूर्लभ श्रोत" भनिएको छ।

पारमाणविक विलयनले कसरी काम गर्छ?

जब हाइड्रोजन जस्ता हल्का तत्त्वको दुई वटा सूक्ष्म कणलाई तताएर एउटा अलि गह्रुङ्गो हिलिअम तत्त्व बनाइन्छ यो रासायनिक प्रतिक्रियाले विशाल मात्रामा ऊर्जा उत्पन्न गर्छ जसलाई सङ्कलन गर्न सकिन्छ।

तर दुई उस्तै तत्त्वलाई मिसाएर एउटा गह्रुङ्गो अर्को तत्त्व बनाउने काम निकै कठिन छ।

किनभने दुई उस्तै तत्त्वमा उही प्रकारको शक्ति हुन्छ- जस्तो कि ब्याट्रीको पोजिटिभ पोजिटिभ भाग- ती प्राकृतिक रूपमा एक अर्काप्रति विकर्षित हुन्छन्।

त्यस्तो प्रतिरोधसँग जुझेर बाहिर निस्कन ठूलो मात्रामा ऊर्जा आवश्यक पर्छ।

सूर्यमा भने यो प्रक्रिया सम्भव हुने गर्छ किनभने त्यसमा असाध्यै उच्च तापक्रम छ, करिब १ करोड डिग्री सेल्सिअसको। र ठूलै मात्रामा नभमण्डलीय चाप पनि छ- जुन पृथ्वीको वायुमण्डलीय चापभन्दा १०० बिलियन गुणा बढी हो।

पृथ्वीमा वैज्ञानिकहरूले विभिन्न प्रकारका प्रविधि प्रयोग गरेर सूर्यमा भइरहेको जस्तै प्रक्रिया दोहोर्‍याउन खोजेका छन्। तर उच्च तापक्रम र उच्च चाप लामो समय कायम राखिराख्न असाध्यै मुस्किल हुने गरेको छ।

अमेरिकाको न्याशनल इग्निशन फ्यासिलिटी (एनआईएफ)ले १९२‍-बीम लेजर र सूक्ष्म मात्रामा हाइड्रोजन प्रयोग गरेर १०-१५ केटलको ऊर्जा शक्ति उत्पन्न गर्न सफल भएको जनाएको छ।

यसको अर्थ हो - पहिलो पटक- वैज्ञानिकहरूले परीक्षणका निम्ति खर्च गरिएको लेजरको उर्जाको मात्राभन्दा बढी मात्रामा ऊर्जा उत्पादन गर्न सफल भएका छन्।

ठूलो मात्रामा पारमाणविक विलयन सम्भव कहिले होला?

पछिल्ला केही वर्षमा कैयौँ सफलताहरू हात लागे पनि विशाल मात्रामा पारमाणविक विलयनको काम सम्भव हुन कैयौँ वर्ष लाग्नेछ।

फेब्रुअरी महिनामा यूकेस्थित जेइटी प्रयोगशालामा काम गर्ने युरोपेली वैज्ञानिकहरूले पाँच सेकेन्डको समयभित्र उत्पन्न हुने ऊर्जाको मात्रा सम्बन्धी आफ्नै रेकर्ड तोडेका थिए।

तर अमेरिकामा भएको एनआईएफको सफल परीक्षणले पनि लेजरलाई काम गर्न आवश्यक ऊर्जाभन्दा बढी ऊर्जा उत्पादन गर्न सकेको थिएन- यो अनुसन्धान कार्यक्रमलाई यो अवस्थासम्म आइपुग्न अरबौँ डलर खर्च भएको छ।

भौतिक शास्त्रीहरूले अमेरिकी परिणामलाई स्वागत गरे पनि- र त्यसलाई साँच्चिकै विशेष सफलताको क्षण भने पनि- घर र व्यवसायमा पारमाणविक विलयनबाट प्राप्त हुने ऊर्जा उपलब्ध गराउन धेरै काम गर्न बाँकी रहेको औँल्याएका छन्।

अब वैज्ञानिकहरू पारमाणविक विलयनलाई अझ छिटो र सस्तोमा सम्भव हुने बनाउनतर्फ काममा लाग्नेछन्।

पारमाणविक विलयन कति सुरक्षित छ?

द इन्टरन्याशनल एटोमिक इनर्जी एजेन्सी (आईएईए)ले पारमाणविक विलयनलाई "वस्तुतः सुरक्षित" भनेको छ।

कुनै विलयन प्रतिक्रिया सुरु गर्न र कायम राखिरहन आवश्यक वातावरण भने यति उच्च किसिमको हुन्छ कि त्यो नियन्त्रणभन्दा बाहिर जान असम्भव जस्तै हुन्छ।

आईएईएकी शीला गोन्जालेज डी भीसेन्टले भनिन्, विलयन आफैमा सीमितता भएको प्रक्रिया हो यदि त्यसलाई तपाईँले नियन्त्रण गर्न सक्नुभएन भने स्विच आफै बन्द हुन्छ।

परमाणु विखण्डनको तुलनामा यो प्रक्रियामा कम मात्रामा उत्पादन हुने विकिरणजन्य फोहोर पनि व्यवस्थापन र भण्डारण गर्न तुलनात्मक रूपमा सजिलो हुन्छ।

पारमाणविक विलयनले सन् २०५० सम्ममा नेट जीरो अथात् खुद उत्सर्जन शून्य तुल्याउने विश्वव्यापी प्रयासलाई सहयोग गर्न सक्छ?

पारमाणविक विलयन तेल र ग्यास जस्ता जीवाश्म इन्धनमा आधारित छैन। र यसले कत्ति पनि हरित गृह ग्यास उत्सर्जन गर्दैन। हरित गृह ग्यासले विश्वव्यापी तापक्रम बढाएको छ।

सौर्य र हावाबाट उत्पादन हुने ऊर्जा जस्तो अनुकूल मौसमी अवस्थामा पनि आधारित छैन।

यसले पृथ्वीमा धेरै मात्रामा उपलब्ध पदार्थहरू लिथिअम र हाइड्रोजनको प्रयोग गर्छ।

ठूलो मात्रामा पारमाणविक विलयन प्रयोग गर्न सकियो भने त्यसले मुलुकहरूलाई सन् २०५०सम्म 'नेट जीरो' उत्सर्जन गर्न मद्दत गर्न सक्छ।

यद्यपि, अहिले भएको सफल परीक्षणलाई व्यवहारिक रूपमा सफल उत्पादनमा परिणत गर्न अझ कैयौँ वर्षहरू लाग्नेछन्।