गेल्या काही वर्षांपासून चीन ‘कृत्रिम सूर्या’वर प्रयोग करत आहे. हेफई येथे असलेल्या या कृत्रिम सूर्य प्रकल्पातून मोठ्या प्रमाणात ऊर्जानिर्मिती करण्याचे चीनचे लक्ष्य आहे. या कृत्रिम सूर्याने आता नवा विश्वविक्रम तयार केला आहे. या प्रकल्पात जवळपास १८ मिनिटांपर्यंत १० कोटी अंश सेल्सिअस ऊर्जा उत्सर्जित करण्यात आली असून भविष्यातील अमर्याद स्वच्छ ऊर्जानिर्मितीचा चीनचा दावा आहे. चिनी बनावटीच्या या ‘कृत्रिम सूर्या’विषयी…
हजारपेक्षा जास्त प्रीमियम लेखांचा आस्वाद घ्या ई-पेपर अर्काइव्हचा पूर्ण अॅक्सेस कार्यक्रमांमध्ये निवडक सदस्यांना सहभागी होण्याची संधी ई-पेपर डाउनलोड करण्याची सुविधा
चिनी बनावटीचा ‘कृत्रिम सूर्य’ म्हणजे काय?
मानवाला अमर्याद ऊर्जा मिळावी यासाठी जगभरातील काही प्रगत देशांमध्ये संशोधन सुरू असून चीनने या दिशेने पहिले पाऊल टाकले. पाच वर्षांपूर्वीच चीनने ‘हेफेई इन्स्टिट्यूट ऑफ फिजिकल सायन्स’ या संस्थेच्या वतीने ‘एक्सपेरिमेन्टल ॲडव्हान्स्ड सुपरकंडक्टिंग टोकामॅक’ (ईएसटी) ही अणुसंलयन अणुभट्टी तयार केली. यालाच ‘कृत्रिम सूर्य’ असे संबोधले गेले. हायड्रोजन आणि ड्युटेरियम वायूंचा इंधन म्हणून वापर करून शास्त्रज्ञांनी सूर्याला शक्ती देणाऱ्या फ्युजन प्रक्रियेची नक्कल केली. येथे हायड्रोजनच्या साहाय्याने हेलियम तयार करण्यात येतो आणि त्यामुळे मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा निर्माण होते. हा ‘कृत्रिम सूर्य’ प्रयोग म्हणजे अणुसंलयनाला व्यवहार्य ऊर्जास्रोत बनविण्याच्या दिशेने टाकलेले पाऊल आहे. चीनच्या या कृत्रिम सूर्याने आता नवा विश्वविक्रम प्रस्थापित केला आहे. या फ्यूजन ऊर्जा भट्टीत तब्बल १००० सेकंद प्लाझ्मा टिकवून ठेवला आणि २०२३ मध्ये प्रस्थापित केलेला ४०३ सेकंदांचा विक्रम मोडला. या वेळी १० कोटी अंश सेल्सिअस ऊर्जा उत्सर्जित करण्यात आली.
‘कृत्रिम सूर्या’मागचे विज्ञान
न्यूक्लिअर फ्यूजनमध्ये हायड्रोजन आयसोटोपसारख्या हलक्या अणुकेंद्रकांचे एकत्रीकरण करून जड अणुकेंद्रके तयार केली जातात आणि प्रचंड ऊर्जा सोडली जाते. या प्रक्रियेसाठी सूर्याच्या गाभाऱ्याप्रमाणेच अत्यंत उष्णता आणि दाब आवश्यक असतो आणि प्रतिक्रिया रोखण्यासाठी चुंबकीय क्षेत्रासारख्या प्रगत पद्धतींचा वापर केला जातो. फ्युजन मुबलक इंधन आणि किमान अपव्यय यांसह स्वच्छ ऊर्जा प्रदान करतो. तथापि, पृथ्वीवरील या परिस्थितीची पुनरावृत्ती करणे आणि त्यावर नियंत्रण ठेवणे हे एक आव्हान आहे. अनेक अडथळे असूनही अणुसंलयनाच्या क्षमतेचा वापर करण्याचा शास्त्रज्ञांचा प्रयत्न सुरूच आहे. स्वयंपूर्ण प्लाझ्मा मिळविणे महत्त्वाचे असल्याचे ईएसटीचे संचालक सोंग युंताओ यांनी स्पष्ट केले. ते म्हणाले, फ्यूजन उपकरणे वीज निर्मितीसाठी हजारो सेकंद स्थिरपणे कार्यरत असणे आवश्यक आहे. मात्र अशी तीव्र परिस्थिती टिकवून ठेवण्यास सक्षम अणुभट्ट्या तयार करणे हे एक मोठे आव्हान आहे, असे त्यांनी सांगितले.
चीनची भविष्यातील योजना काय?
चीनचे शास्त्रज्ञ २००६ पासून ईएसटी या अणुसंलयन अणुभट्टीवर कार्य करत असून आतापर्यंत हजारो चाचण्या पूर्ण केल्या आहेत. ईएसटीच्या यशाने उत्साहित झालेल्या चीनने पूर्व चीनच्या अनहुई प्रांतात प्रायोगिक फ्युजन संशोधन सुविधांच्या नवीन प्रकल्पाचे काम सुरू केले आहे, ज्याचा उद्देश फ्यूजन ऊर्जेचा वापर आणि विकास अधिक वेगवान करणे आहे. चीनच्या राष्ट्रीय अण्विक परिषदेने (सीएनएनसी) २०३५पर्यंत औद्योगिक प्रोटोटाइप फ्यूजन रिॲक्टर तयार करण्यावर लक्ष केंद्रित केले आहे. २०५० पर्यंत मोठ्या प्रमाणावर फ्युजन तंत्रज्ञान व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य करण्याचे उद्दिष्ट आहे. न्यूक्लिअर फ्यूजन सूर्याची नक्कल करते आणि प्रचंड तापमानात हायड्रोजन अणूंना फ्यूज करून ऊर्जा निर्माण करते. हा प्रयोग यशस्वी झाल्यास फ्यूजन स्वच्छ, सुरक्षित आणि जवळजवळ अमर्याद ऊर्जास्रोत निर्माण होऊ शकतो.
ऊर्जा क्षेत्रासाठी फायदा…?
शास्त्रज्ञ अणुसंलयनाला ऊर्जेचा पवित्र मार्ग मानतात. अणुकेंद्रकांचे एकत्रीकरण होऊन मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा निर्माण होते, जे अण्वस्त्रे आणि अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या या विखंडन प्रक्रियेच्या विपरीत आहे, जेथे जड अणू अनेक लहान अणूंमध्ये विभागला जातो. विखंडनाप्रमाणे फ्यूजनमुळे हरितगृह वायू उत्सर्जित होत नाहीत आणि अपघात किंवा अणुसामग्रीची चोरी होण्याचा धोका कमी असतो, असे शास्त्रज्ञांना वाटते. सूर्याच्या नैसर्गिक अभिक्रियेची नक्कल करून, शास्त्रज्ञांना आशा आहे की हे तंत्रज्ञान जवळजवळ अमर्याद प्रमाणात ऊर्जेचा वापर करण्यास मदत करेल आणि ऊर्जा संकटाशी लढण्यास मदत करेल तसेच सौरमालेच्या पलीकडे मानवजातीच्या शोधास बळ देईल.
sandeep.nalawade@expressindia.com
चिनी बनावटीचा ‘कृत्रिम सूर्य’ म्हणजे काय?
मानवाला अमर्याद ऊर्जा मिळावी यासाठी जगभरातील काही प्रगत देशांमध्ये संशोधन सुरू असून चीनने या दिशेने पहिले पाऊल टाकले. पाच वर्षांपूर्वीच चीनने ‘हेफेई इन्स्टिट्यूट ऑफ फिजिकल सायन्स’ या संस्थेच्या वतीने ‘एक्सपेरिमेन्टल ॲडव्हान्स्ड सुपरकंडक्टिंग टोकामॅक’ (ईएसटी) ही अणुसंलयन अणुभट्टी तयार केली. यालाच ‘कृत्रिम सूर्य’ असे संबोधले गेले. हायड्रोजन आणि ड्युटेरियम वायूंचा इंधन म्हणून वापर करून शास्त्रज्ञांनी सूर्याला शक्ती देणाऱ्या फ्युजन प्रक्रियेची नक्कल केली. येथे हायड्रोजनच्या साहाय्याने हेलियम तयार करण्यात येतो आणि त्यामुळे मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा निर्माण होते. हा ‘कृत्रिम सूर्य’ प्रयोग म्हणजे अणुसंलयनाला व्यवहार्य ऊर्जास्रोत बनविण्याच्या दिशेने टाकलेले पाऊल आहे. चीनच्या या कृत्रिम सूर्याने आता नवा विश्वविक्रम प्रस्थापित केला आहे. या फ्यूजन ऊर्जा भट्टीत तब्बल १००० सेकंद प्लाझ्मा टिकवून ठेवला आणि २०२३ मध्ये प्रस्थापित केलेला ४०३ सेकंदांचा विक्रम मोडला. या वेळी १० कोटी अंश सेल्सिअस ऊर्जा उत्सर्जित करण्यात आली.
‘कृत्रिम सूर्या’मागचे विज्ञान
न्यूक्लिअर फ्यूजनमध्ये हायड्रोजन आयसोटोपसारख्या हलक्या अणुकेंद्रकांचे एकत्रीकरण करून जड अणुकेंद्रके तयार केली जातात आणि प्रचंड ऊर्जा सोडली जाते. या प्रक्रियेसाठी सूर्याच्या गाभाऱ्याप्रमाणेच अत्यंत उष्णता आणि दाब आवश्यक असतो आणि प्रतिक्रिया रोखण्यासाठी चुंबकीय क्षेत्रासारख्या प्रगत पद्धतींचा वापर केला जातो. फ्युजन मुबलक इंधन आणि किमान अपव्यय यांसह स्वच्छ ऊर्जा प्रदान करतो. तथापि, पृथ्वीवरील या परिस्थितीची पुनरावृत्ती करणे आणि त्यावर नियंत्रण ठेवणे हे एक आव्हान आहे. अनेक अडथळे असूनही अणुसंलयनाच्या क्षमतेचा वापर करण्याचा शास्त्रज्ञांचा प्रयत्न सुरूच आहे. स्वयंपूर्ण प्लाझ्मा मिळविणे महत्त्वाचे असल्याचे ईएसटीचे संचालक सोंग युंताओ यांनी स्पष्ट केले. ते म्हणाले, फ्यूजन उपकरणे वीज निर्मितीसाठी हजारो सेकंद स्थिरपणे कार्यरत असणे आवश्यक आहे. मात्र अशी तीव्र परिस्थिती टिकवून ठेवण्यास सक्षम अणुभट्ट्या तयार करणे हे एक मोठे आव्हान आहे, असे त्यांनी सांगितले.
चीनची भविष्यातील योजना काय?
चीनचे शास्त्रज्ञ २००६ पासून ईएसटी या अणुसंलयन अणुभट्टीवर कार्य करत असून आतापर्यंत हजारो चाचण्या पूर्ण केल्या आहेत. ईएसटीच्या यशाने उत्साहित झालेल्या चीनने पूर्व चीनच्या अनहुई प्रांतात प्रायोगिक फ्युजन संशोधन सुविधांच्या नवीन प्रकल्पाचे काम सुरू केले आहे, ज्याचा उद्देश फ्यूजन ऊर्जेचा वापर आणि विकास अधिक वेगवान करणे आहे. चीनच्या राष्ट्रीय अण्विक परिषदेने (सीएनएनसी) २०३५पर्यंत औद्योगिक प्रोटोटाइप फ्यूजन रिॲक्टर तयार करण्यावर लक्ष केंद्रित केले आहे. २०५० पर्यंत मोठ्या प्रमाणावर फ्युजन तंत्रज्ञान व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य करण्याचे उद्दिष्ट आहे. न्यूक्लिअर फ्यूजन सूर्याची नक्कल करते आणि प्रचंड तापमानात हायड्रोजन अणूंना फ्यूज करून ऊर्जा निर्माण करते. हा प्रयोग यशस्वी झाल्यास फ्यूजन स्वच्छ, सुरक्षित आणि जवळजवळ अमर्याद ऊर्जास्रोत निर्माण होऊ शकतो.
ऊर्जा क्षेत्रासाठी फायदा…?
शास्त्रज्ञ अणुसंलयनाला ऊर्जेचा पवित्र मार्ग मानतात. अणुकेंद्रकांचे एकत्रीकरण होऊन मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा निर्माण होते, जे अण्वस्त्रे आणि अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या या विखंडन प्रक्रियेच्या विपरीत आहे, जेथे जड अणू अनेक लहान अणूंमध्ये विभागला जातो. विखंडनाप्रमाणे फ्यूजनमुळे हरितगृह वायू उत्सर्जित होत नाहीत आणि अपघात किंवा अणुसामग्रीची चोरी होण्याचा धोका कमी असतो, असे शास्त्रज्ञांना वाटते. सूर्याच्या नैसर्गिक अभिक्रियेची नक्कल करून, शास्त्रज्ञांना आशा आहे की हे तंत्रज्ञान जवळजवळ अमर्याद प्रमाणात ऊर्जेचा वापर करण्यास मदत करेल आणि ऊर्जा संकटाशी लढण्यास मदत करेल तसेच सौरमालेच्या पलीकडे मानवजातीच्या शोधास बळ देईल.
sandeep.nalawade@expressindia.com
