कीवर्ड: परमाणु संलयन और विखंडन, लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (यूएसए), कार्बन सामग्री, रेडियोधर्मी, जलवायु परिवर्तन, COP21 पेरिस शिखर सम्मेलन, ग्रीनहाउस गैसें, ऊर्जा सुरक्षा, सतत ऊर्जा स्रोत।

चर्चा में क्यों?

• हाल ही में, लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (यूएसए) के शोधकर्ताओं ने एक ऐतिहासिक परमाणु संलयन सफलता की घोषणा की जो वैकल्पिक स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकती है।

मुख्य विचार:

• यह एक ऐसी तकनीक है जिसमें एक दिन जीवाश्म ईंधन से दूर ग्रह के स्थानांतरण को गति देने की क्षमता है, जो जलवायु परिवर्तन के प्रमुख योगदानकर्ता हैं।
• विकास के तहत अधिकांश संलयन रिएक्टर अवधारणाओं में अतिरिक्त न्यूट्रॉन वाले ड्यूटेरियम और ट्रिटियम-हाइड्रोजन परमाणुओं के मिश्रण का उपयोग किया जाएगा।

परमाणु संलयन क्या है?

• नाभिकीय संलयन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा दो हल्के परमाणु नाभिक आपस में जुड़कर एक भारी मात्रा में ऊर्जा छोड़ते हैं।

• क्योंकि उस एकल नाभिक का कुल द्रव्यमान दो मूल नाभिकों के द्रव्यमान से कम है, शेष द्रव्यमान ऊर्जा है जो प्रक्रिया में जारी होती है।
• उदाहरण- सूर्य, अन्य सभी तारों के साथ, परमाणु संलयन प्रतिक्रिया द्वारा संचालित होता है।

• संलयन प्रतिक्रियाएं पदार्थ की अवस्था में होती हैं जिसे प्लाज़्मा कहा जाता है - ठोस, तरल या गैसों से अलग अद्वितीय गुणों वाले धनात्मक आयनों और मुक्त गतिमान इलेक्ट्रॉनों से बनी एक गर्म, आवेशित गैस।
• वैज्ञानिकों ने लंबे समय से समझा है कि परमाणु संलयन कैसे काम करता है और 1930 के दशक से ही पृथ्वी पर इस प्रक्रिया को दोहराने की कोशिश कर रहे हैं।

• वर्तमान प्रयास हाइड्रोजन आइसोटोप ड्यूटेरियम और ट्रिटियम की एक जोड़ी को फ्यूज करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं और पहली बार, वैज्ञानिक एक प्रतिक्रिया को इंजीनियर करने में सक्षम हैं जो इसे प्रज्वलित करने के लिए उपयोग की जाने वाली शक्ति से अधिक उत्पन्न करती है।

स्वच्छ ऊर्जा

• स्वच्छ ऊर्जा के बारे में

• स्वच्छ ऊर्जा वह ऊर्जा है जो नवीकरणीय, शून्य-उत्सर्जन स्रोतों से आती है जो उपयोग किए जाने पर वातावरण को प्रदूषित नहीं करती हैं। उदाहरण के लिए, सौर ऊर्जा, पवन ऊर्जा, परमाणु ऊर्जा, आदि।
• भारत ने सीओपी 21- पेरिस शिखर सम्मेलन में अपनी प्रतिबद्धता से लगभग नौ साल पहले गैर-जीवाश्म ईंधन से अपनी बिजली क्षमता का 40% पूरा करके अपनी प्रतिबद्धता को पार कर लिया है।

• यह महत्वपूर्ण क्यों है?

• ये पर्यावरण के अनुकूल हैं क्योंकि स्वच्छ ऊर्जा के उपयोग से पर्यावरण पर कोई नकारात्मक प्रभाव नहीं पड़ता है।
• स्वच्छ ऊर्जा पर्यावरणीय आपदाओं के जोखिम को कम करती है, जैसे कि ईंधन का छलकना आदि।
• यह ऊर्जा सुरक्षा को बढ़ाने के लिए विश्वसनीय बिजली आपूर्ति बनाने में मदद करता है।

सूर्य का परमाणु संलयन

• हमारे सूर्य में संगलित होने के लिए, नाभिकों को अत्यधिक उच्च तापमान, लगभग दस मिलियन डिग्री सेल्सियस पर आपस में टकराने की आवश्यकता होती है।
• उच्च तापमान उन्हें अपने पारस्परिक विद्युत प्रतिकर्षण को दूर करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करता है।
• एक बार जब नाभिक एक-दूसरे के बहुत निकट सीमा के भीतर आ जाते हैं, तो उनके बीच का आकर्षक परमाणु बल विद्युत प्रतिकर्षण से अधिक हो जाएगा और उन्हें फ्यूज होने देगा।
• ऐसा होने के लिए, टकराव की संभावना बढ़ाने के लिए नाभिक को एक छोटी सी जगह के भीतर सीमित करना होगा।
• सूर्य में, इसके अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण द्वारा उत्पन्न अत्यधिक दबाव संलयन के लिए परिस्थितियाँ बनाता है।

यह कितना मूल्यवान होगा?

• यदि औद्योगिक पैमाने पर परमाणु संलयन को पृथ्वी पर दोहराया जा सका , तो यह दुनिया की मांग को पूरा करने के लिए वस्तुतः असीम स्वच्छ, सुरक्षित और सस्ती ऊर्जा प्रदान कर सकता है।

• संलयन (परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में प्रयुक्त) विखंडन की तुलना में प्रति किलोग्राम ईंधन से चार गुना अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है और तेल या कोयले को जलाने की तुलना में लगभग चार मिलियन गुना अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है।

• परमाणु संलयन के लिए आवश्यक तत्व समुद्री जल में उपलब्ध हैं।
• परमाणु संलयन रेडियोधर्मी सामग्री, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य ग्रीनहाउस गैसों को वायुमंडल में उत्सर्जित नहीं करता है, इसलिए यह इस शताब्दी के उत्तरार्ध से निम्न-कार्बन बिजली का दीर्घकालिक स्रोत हो सकता है।
• इसके अलावा, चूंकि संलयन प्रक्रिया शुरू करना और बनाए रखना मुश्किल है, इसलिए भगोड़ा प्रतिक्रिया और मंदी का कोई खतरा नहीं है।

• संलयन केवल सख्त परिचालन स्थितियों में ही हो सकता है, जिसके बाहर (दुर्घटना या प्रणाली की विफलता के मामले में), प्लाज्मा स्वाभाविक रूप से समाप्त हो जाएगा, बहुत जल्दी अपनी ऊर्जा खो देगा और रिएक्टर को कोई निरंतर क्षति होने से पहले ही बुझ जाएगा।

फ्यूजन इतना कठिन क्यों है?

• अत्यधिक गर्मी और दबाव

• यह अत्यधिक गर्मी और दबाव से अधिक लेता है।

• प्रेसिजन

• इसमें सटीकता की भी आवश्यकता होती है। संलयन ईंधन के बाहरी बल का प्रतिकार करने के लिए लेजर से ऊर्जा को ठीक से लागू किया जाना चाहिए।

• जटिलता

• बिजली संयंत्र में बिजली का उत्पादन करना कठिन है।
• उदाहरण के लिए, लैब के लेज़र दिन में केवल कुछ ही बार आग लगा सकते हैं।

• ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए, उन्हें तेजी से आग लगाने की आवश्यकता होगी और कैप्सूल को एक मिनट में कई बार, या इससे भी तेज गति से डालने की आवश्यकता होगी।

• दक्षता

• एक और चुनौती दक्षता बढ़ाने की है। लेज़रों को बहुत अधिक विद्युत ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और शोधकर्ताओं को अपने परिणामों को अधिक लागत प्रभावी तरीके से पुन: उत्पन्न करने के तरीके का पता लगाने की आवश्यकता होती है।

निष्कर्ष:

• फ्यूजन के एक दिन - शायद - वास्तविक दुनिया में बिजली का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाने से पहले प्रतीक्षा करने के लिए और वर्ष हैं। लेकिन फ्यूजन का वादा मोहक है। यदि उपयोग किया जाता है, तो यह वैश्विक तापमान को बढ़ाए बिना और जलवायु परिवर्तन को बिगड़ते हुए मानवता की बिजली की जरूरतों को पूरा करने के लिए लगभग असीम, कार्बन-मुक्त ऊर्जा का उत्पादन कर सकता है।

स्रोत- The Hindu