சூரியனின் சக்தியை பூமியிலேயே உருவாக்கும் ஆராய்ச்சியில் மைல்கல்

அணுக்கரு பிணைவை (Nuclear Fusion) மீண்டும் உருவாக்கும் போட்டியில் அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் ஒரு பெரிய திருப்புமுனையை அடைந்துள்ளதாக அறிவித்துள்ளனர். இயற்பியலாளர்கள் பல தசாப்தங்களாக இந்தத் தொழில்நுட்பத்தை ஆய்வு செய்து வருகின்றனர். ஏனெனில், அணுக்கரு பிணைவு தொழில்நுட்பம் வரம்பற்ற தூய ஆற்றலுக்கான ஆதாரமாக இருக்கலாம் என்ற உறுதியைக் கொடுக்கிறது. செவ்வாய்க்கிழமையன்று ஆராய்ச்சியாளர்கள், அணுக்கரு பிணைவு பரிசோதனையில் உட்செலுத்தியதைவிட அதிக ஆற்றலை உற்பத்தி செய்வதிலிருந்த பெரிய தடையைத் தாண்டிவிட்டதாக உறுதி செய்தனர். தடையைத் தாண்டியிருந்தாலும், அணுக்கரு பிணைவு ஆற்றலை வீடுகளில் பயன்படுத்தும் நிலையை அடைவதற்கு இன்னும் வெகுதூரம் செல்ல வேண்டியுள்ளதாக வல்லுநர்கள் கூறுகின்றனர்.

கலிஃபோர்னியாவில் உள்ள லாரன்ஸ் லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகத்தில் இருக்கும் தேசிய இக்னிஷன் கட்டமைப்பில் இந்தச் சோதனை நடைபெற்றது. லாரன்ஸ் லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகத்தின் இயக்குநர் டாக்டர் கிம் புடில், “இதுவொரு வரலாற்று சாதனை. கடந்த 60 ஆண்டுகளில் ஆயிரக்கணக்கான மக்கள் இந்த முயற்சியில் பங்களித்துள்ளனர். மேலும் இந்த இடத்திற்கு எங்களைக் கொண்டு வருவதில் உண்மையான தொலைநோக்குதல் தேவைப்பட்டது,” என்றார். அணுக்கரு பிணைவு, ஆற்றல் உற்பத்தித் துறையில் மிகவும் அதிகமாக ஆராயப்படும், விடை தேடப்படும் ஒன்றாக விவரிக்கப்படுகிறது. இந்தச் செயல்முறை தான், சூரியனையும் மற்ற நட்சத்திரங்களையும் இயக்குகிறது. இரண்டு ஒளி அணுக்களை எடுத்து, அவற்றை வலுக்கட்டாயமாக ஒன்றாகப் பிணைப்பதன் மூலம், இந்தச் செயல்முறை மேற்கொள்ளப்படுகிறது. இந்தப் “பிணைவு” அதிக ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. இது அணுக்கரு பிளவுக்கு (Nuclear fissio ) நேர் எதிரானது. அங்கு கனமான அணுக்கள் பிரிக்கப்படுகின்றன. பிளவு என்பது இப்போது அணுமின் நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படும் தொழில்நுட்பம். ஆனால், அந்தச் செயல்முறை நீண்ட காலத்திற்குத் தொடர்ந்து கதிர்வீச்சை வெளியிடக்கூடிய கழிவுகளை அதிகமாக உருவாக்குகிறது. இது அபாயகரமானது, மிகவும் பாதுகாப்பாகச் சேமிக்கப்பட வேண்டும். அணுக்கரு பிணைவு அதிக ஆற்றலை உருவாக்குகிறது. அதோடு, குறுகிய காலத்திற்கே கதிரியக்கம் இருக்கக்கூடிய கழிவுகளை, அதுவும் சிறிய அளவிலேயே உற்பத்தி செய்கிறது. மேலும் முக்கியமாக, இந்தச் செயல்முறையில் பசுமை இல்ல வாயு உமிழ்வு நிகழாது. எனவே காலநிலை மாற்றத்தில் இது பங்களிக்காது. ஆனால், ஒரு சவால் என்னவென்றால், அணுக்களை வலுக்கட்டாயமாகச் சேர்த்து ஒன்றாகப் பிணைப்பதற்கு மிக அதிகமான வெப்பநிலையும் அழுத்தமும் தேவை. எந்தப் பரிசோதனையாலும் இதுவரை, அணுக்கரு பிணைவைச் செயல்பட வைப்பதற்காகச் செலுத்தும் ஆற்றலைவிட அதிக ஆற்றலை உற்பத்தி செய்ய முடியவில்லை.

அதிக ஆற்றலை உற்பத்தி செய்தது எப்படி?

கலிஃபோர்னியாவில் உள்ள தேசிய இக்னிஷன் கட்டமைப்பு என்பது 3.5 பில்லியன் டாலர் மதிப்பிலான பரிசோதனை கட்டமைப்பு. இதில் ஒரு சிறிய அளவு ஹைட்ரஜனை ஒரு மிளகு அளவுள்ள பொதியறையில் (கேப்ஸ்யூல்) வைக்கப்படுகிறது. பின்னர், ஹைட்ரஜன் எரிபொருளை சூடாக்கவும் சுருக்கவும் சக்திவாய்ந்த 192-பீம் லேசர் பயன்படுத்தப்படுகிறது. லேசர் மிகவும் வலிமையானது. இது கேப்ஸ்யூலை 100 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் அளவுக்கு சூடாக்குகிறது. அதாவது சூரியனுடைய மையப்பகுதியின் வெப்பம் 15 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ். இந்தச் செயல்முறையில் அந்த கேப்ஸ்யூல் அதைவிட அதிக வெப்பநிலையில் சூடாக்கப்படுகிறது. மேலும், புவியின் வளிமண்டலத்தை விட 100 பில்லியன் மடங்கு அதிகமான அழுத்தம் கொடுக்கப்படுகிறது. இவற்றின்கீழ் கேப்ஸ்யூல் தானாக வெடிக்கத் தொடங்குகிறது. ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் உருகுவதற்கும் ஆற்றலை வெளியிடுவதற்கும் இந்தச் செயல்முறை கட்டாயப்படுத்துகிறது. அமெரிக்க தேசிய அணுசக்தி பாதுகாப்பு நிர்வாகத்தின் பாதுகாப்பு திட்டங்களுக்கான துணை நிர்வாகி டாக்டர் மார்வின் ஆடம்ஸ், இந்தத் திருப்புமுனையை அறிவித்து, ஆய்வகத்தின் லேசர்கள் 2.05 மெகா ஜூல் ஆற்றலை உள்ளீடு செய்ததாகவும் பின்னர் அணுக்கரு பிணைவில் 3.15 மெகா ஜூல் ஆற்றல் வெளியீட்டை சாத்தியப்படுத்தியதாகவும் கூறினார்.

அணுக்கரு பிணைவு ஆற்றல் எதிர்காலம் எவ்வளவு அருகில் உள்ளது?

அணுக்கரு பிணைவு ஆற்றல் பயன்படுத்தக் கூடிய எதிர்காலத்தை நாம் நெருங்க இன்னும் எவ்வளவு காலமாகும் என்று அறிவியல் ஆசிரியர் ரெபெக்கா மொரெல் பகுப்பாய்ந்துள்ளார். இந்தச் சோதனையில் அவர்கள் உருவாக்கிய ஆற்றலின் அளவு சிறியது. ஒரு சில கலன்களைச் சூடாக்கவே போதுமானது. ஆனால், அது குறிக்கக்கூடிய விஷயம் மிகவும் பெரியது. அணுக்கரு பிணைவு ஆற்றலால் இயங்கக்கூடிய எதிர்காலம் உறுதியாவதற்கான பாதை ஒரு படி நெருக்கமாகியுள்ளது. ஆனால், இது நடைமுறையில் சாத்தியப்படுவதற்கு இன்னும் நீண்ட தூரம் செல்ல வேண்டியுள்ளது. விஞ்ஞானம் வேலை செய்வதை இந்தச் சோதனை காட்டுகிறது. விஞ்ஞானிகள் ஆற்றல் உற்பத்தியை இன்னும் அதிகரிப்பது குறித்துச் சிந்திக்கும் முன்பாக, அதை மீண்டும் மீண்டும் செய்ய வேண்டும், முழுமையாக்க வேண்டும். பிறகு, அது உருவாக்கும் ஆற்றலின் அளவு கணிசமாக அதிகரிக்கப்பட வேண்டும். இந்தச் சோதனைக்காக பில்லியன் கணக்கான டாலர்களை செலவழிக்கப்பட்டுள்ளது. அணுக்கரு பிணைவு மலிவானது இல்லை. ஆனால், தூய எரிசக்தி ஆதாரம் என்ற வாக்குறுதி நிச்சயமாக இந்த சவால்களைச் சமாளிக்க ஒரு பெரிய ஊக்கமாக இருக்கும். ஃப்யூஷன் எனர்ஜி இன்சைட்ஸின் தலைமை செயல் அதிகாரி, டாக்டர் மெலனி விண்ட்ரிட்ஜ், “சூரியன் இவ்வளவு பிரகாசிக்கக் காரணம் என்னவென்பதைக் கண்டறிந்ததில் இருந்து அணுக்கரு பிணைவு விஞ்ஞானிகளிடையே உற்சாகத்தை அளித்துள்ளது. இந்த முடிவுகள் இன்று இந்தத் தொழில்நுட்பத்தை வணிகமயமாக்குவதற்கான பாதையில் நம்மைக் கொண்டு செல்கின்றன,” என்று பிபிசியிடம் கூறினார்.

பிளாஸ்மா இயற்பியல் பேராசிரியரும் லண்டன் இம்பீரியல் கல்லூரியில் உள்ள இனர்ஷியல் பிணைவு ஆய்வு மையத்தின் இணை இயக்குநருமான ஜெர்மி சிட்டென்டன், இதை “ஓர் உண்மையான திருப்புமுனைத் தருணம்” என்று குறிப்பிட்டார். “நீண்டகாலமாக எதிர்பார்க்கப்பட்ட, பிணைவு மூலம் அதிக ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யும் இலக்கை அடைய முடியும் என்பதை இது நிரூபிக்கிறது,” என்று அவர் கூறினார். உலகளவில் இயற்பியலாளர்களால் எதிரொலிக்கப்பட்ட உணர்வு இதுதான். அவர்கள் சர்வதேச அறிவியல் சமூகத்தின் இந்தப் பணியைப் பாராட்டினார்கள். ஆக்ஸ்ஃபோர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் இயற்பியல் பேராசிரியர் ஜியான்லூகா கிரிகோரி, “இன்றைய வெற்றி, அமெரிக்கா, பிரிட்டன் மற்றும் உலகெங்கிலும் உள்ள பல விஞ்ஞானிகள் இந்த ஆய்வில் மேற்கொண்ட பணிகளின் காரணமாக இது நிகழ்ந்துள்ளது. இப்போது அடைந்துள்ள இலக்கு, பிணைவு ஆற்றல் உற்பத்தியை மட்டும் தொடக்கி வைக்கவில்லை, புதிய அறிவியலுக்கான கதவைத் திறக்கிறது,” எனத் தெரிவித்தார். மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் பிணைவு பயன்படுத்தப்படுவதை நாம் இன்னும் எவ்வளவு காலத்தில் பார்க்க முடியும் என்ற கேள்விக்கு, லாரன்ஸ் லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகத்தின் இயக்குநர் டாக்டர் புடில், இன்னும் குறிப்பிடத்தக்க தடைகள் உள்ளன எனக் கூறினார். ஆனாலும், “ஒருங்கிணைந்த முயற்சிகள் மற்றும் முதலீட்டுடன் , இதற்கான அடிப்படைத் தொழில்நுட்பங்களில் சில தசாப்தங்களுக்கு மேற்கொள்ளும் ஆராய்ச்சி, ஒரு மின் உற்பத்தி நிலையத்தை உருவாக்கும் நிலைக்கு நம்மைக் கொண்டு செல்லலாம்,” என்றார். இந்தக் கேள்விக்கு, 50 முதல் 60 ஆண்டுகள் என்று விஞ்ஞானிகள் கூறிய காலத்தைப் பொறுத்தவரை, இந்தப் பதில் ஒரு முன்னேற்றத்தைக் காட்டுகிறது. செலவுகளைக் குறைப்பதும், ஆற்றல் உற்பத்தி அளவை அதிகரிப்பதும் முக்கியத் தடைகளில் சில. இந்தச் சோதனையில் சுமார் 15-20 கலன்களைக் கொதிக்க வைக்கப் போதுமான ஆற்றலை மட்டுமே உற்பத்தி செய்ய முடிந்தது. இதற்கு பில்லியன் டாலர் முதலீடு தேவைப்பட்டது. லேசர் செலுத்திய ஆற்றலைவிட அதிக ஆற்றலை இந்தச் சோதனையில் பெற்றிருந்தாலும், அந்த லேசர்கள் செயல்படத் தேவையான ஆற்றல் இந்தக் கணக்கில் சேர்க்கப்படவில்லை. அந்த அளவு, ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் உற்பத்தி செய்யும் ஆற்றலின் அளவை விட அதிகமாக இருந்தது.

சமூக ஊடகங்களில் பிபிசி தமிழ்: