அணுப்பிணைவு முறை மின்சக்தி நிலையத்தின் அமைப்பில் எதிர்ப்படும் பொறியியல் இடர்ப்பாடுகள்
சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா
பிண்டமும் சக்தியும் ஒன்றெனக்
கண்டார் ஐன்ஸ்டைன்
சமன்பாட்டு மூலம் !
அணுப்பிளவு யுகம் மாறி
அணுப்பிணைவு யுகம் உதயமாகும் !
கதிரியக்க மின்றி
மின்சார விளக்கேற்றும் !
இயல்பாய்த்
தேய்ந்து மெலியும் ரேடியம்
ஈயமாய் மாறும் !
யுரேனியம் சுயப் பிளவில்
ஈராகப் பிரிந்து
பிளவு சக்தி உண்டாகும் !
பேரளவு உஷ்ணத்தில்
சூரியனில் நேரும் பிணைவு போல்
போரான் – நீரக வாயு
எரிக்கரு அழுத்தப் பட்டு
பேரளவு வெப்ப சக்தி
சீராக உண்டாக் கப்படும்.
கதிரியக்க மின்றி
மின்காந்த அரணுக்குள் !
++++++++++++++++
https://www.sciencedaily.com/
அணுப்பிணைவு சக்தி உற்பத்தியில் நேரும் இடர்ப்பாடுகள்
வணிகத்துறை அணுப்பிணைவு மின்சக்தி நிலையங்கள் கடந்த 60 ஆண்டுகளாக வர முடியாமல் பல சிக்கல்கள், பிரச்சனைகள் நேர்ந்து வருகின்றன. 2016 மே மாதம் 20 தேதியில் ஒர் எரிசக்தி ரிப்போர்ட்டர் நியூஜெர்ஸி பிரின்ஸ்டன் பிளாஸ்மா பௌதிக ஆய்வுக்கூடம் சென்று, சமீபத்தில் மேம்படுத்தப் பட்ட தேசீய வளையக் கோள் சோதனை கூடத்தைக் [ National Spherical Torus Experiment (NSTX-U) ] காணச் சென்றார், அது உலகிலேயே மிகையான ஆற்றல் கொண்ட உருண்டை டோகாமாக் [Spherical Tokamak]. அறுத்த ஆப்பிள் போல் தெரியும் அது, 85 டன் பளுகொண்ட அசுர யந்திரம். அந்த டோகாமாக் உயர்சக்தி துகள்களைப் பயன் படுத்தி, ஹைடிரஜன் அணுக்களை 100 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ணத்தை உண்டாக்குகிறது. அந்த உஷ்ணம் நமது சூரியனின் உட்கரு உஷ்ணத்தை விட மிகச் சூடானது. அந்த பேரளவு உஷ்ண பிளாஸ்மாவை[ஒளிப்பிழம்பு] காந்த அரணுக்குள் அடைக்கச் சுற்றிலும் தாமிர வடங்கள் [Cooper Coils], பூமியைப் போல் 20,000 மடங்கு வலுவான ஒரு பூத காந்த மண்டலத்தை உண்டாக்கும்.
மின்காந்த அரணுக்குள் சில நிமிடங்கள் நீடித்த அணுப்பிணைவு சக்தி
++++++++++++++++++++
ஒருசில நிமிடங்களில் ஹைடிரஜன் அணுக்கள் முட்டி மோதிப் பிணைந்து வெப்ப சக்தியை வெளியாக்கும். சொல்வதற்கு எளிதாய் உள்ளது. பிரச்சனை என்ன வென்றால், அப்பிணைவு சக்தி முதலில் அதிக அழுத்தமுள்ள காந்த அரணுக்குள் அடைக்கப் பட வேண்டும். இயக்கத்தில் உண்டாகும் நியூட்ரான்கள் எல்லா திசைகளிலும் பாய்ந்து சுவர்களை தாக்கும். அணுப்பிணைவு சக்தி வெளியீடு நீடிக்கப்பட வேண்டும். சீராகத் தொடரவேண்டும்.
சூரியனில் உள்ள பிளாஸ்மா [ஒளிப்பிழம்பு] பேரளவு வாயு அழுத்தத்தில் நீடிக்கிறது; தொடர்கிறது. அதுபோல் புவியில் நேர்ந்திட ஆற்றல் மிக்க காந்தங்களோ அல்லது லேசர் ஆற்றலோ தேவைப்படும். ஒரு சிற்றளவு பிளாஸ்மா சாதனத்தில் எங்கோ கசிந்தாலும் அணுப்பிணைவு இயக்கம் உடனே நிறுத்தம் அடையும். அணுப்பிணைவு இயக்கத்தைச் சைனா 2017 ஆண்டு துவக்கத்தில் தனது உயர்கடத்திப் பிணைவு அணு உலையில் [Superconducting Fusion Reactor] 50 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ணத்தில், 102 வினாடிகள் நீடிக்க முடிந்தது.
முதன் முதலாக 2016 இலையுதிர் காலத்தில் ஜெர்மனி தனது வெண்டெல்ஸ்டைன் அணுப்பிணைவு உலையில் [Wendelstein X-7 Stellarator] உலக முதன்மை முத்திரையைத் தாண்டி 30 நிமிடங்கள் பிணைவு இயக்கம் நீடித்தது. அணுப்பிணைவுச் சோதனையில் இது ஒரு பெரிய வரலாற்று மைல் கல் ஆகும். விஞ்ஞானிகளின் குறிக்கோள் அணுப்பிணைவு இயக்கம் சூரியனில் நிகழ்வது போல் நிற்காமல் நீடிக்க வேண்டும் என்பதே. இதுவரை அப்படி ஓர் ஏற்பாடும் செய்து காட்ட முடியவில்லை.
அடுத்த பெரும் இடர்ப்பாடு பல மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ண பிளாஸ்மாவைத் தொடர்ந்து தாங்கும் அணு உலைக் கோளம். அதிவேக ஆற்றல் கொண்ட நியூட்ரான்கள் அடிப்பில் நெளிந்து முறிந்து போகாத கவசங்கள் கிடைக்காதது. நியூஜெர்சி பிரின்ஸ்டன் அணு உலைக் கவசமாக தற்போதுள்ள கார்பன் கிராஃபைட்டை நீக்கி விட்டு, நீடித்த துருப்பிடிப்பு நேராது, திரவ லிதியம் பயன்படுத்தப் போகிறது.
இந்த இடர்ப்பாடுகள் நீக்கப்பட்டு எப்போது, வணிவ வடிவத்தில் நீடித்து இயங்கும் அணுப்பிணைவு மின்சக்தி நிலையங்கள் நிறுவகமாகப் போகின்றன என்ற கேள்வி எழுகிறது. 10 -15 ஆண்டுகள் ஆகலாம்; இல்லை 25 ஆண்டுகள் கூட எடுக்கலாம். ஐயமின்றி அவை நிச்சயம் வரப் போகின்றன. பிரான்சில் ITER பல நாட்டுக் கூட்டுறவில் அணுப்பிணைவு நிலையம் 2005 ஆண்டு முதல் அடித்தளம் இட்டு 40 பில்லியன் டாலர் செலவில் 2030 இல் இயங்கத் திட்டமிடப் பட்டுள்ளது .
+++++++++++++++++
சூட்டுப் பிணைப்பு மூலம் போரான் – நீரக வாயு அணுக்கருப் பிணைப்பு இயக்கத்தில் பேரளவு வெப்பசக்தி உற்பத்தி.
2017 டிசம்பர் 28 ஆம் தேதி ஜெர்மன் நாட்டு மாக்ஸ் பிளாங்க் ஒளிப்பிழம்பு பௌதிக ஆய்வுக்கூடத்தின் [Max Planck Institute for Plasma Physics] ஆய்வுக்குழுவினர் முதன்முதலாய்ப் புதிய முறையில் அணுப்பிணைவு இயக்க மூலம் பேரளவு வெப்பசக்தி உண்டாக்கும் திட்டத்தை வெளியிட்டுள்ளார். கடந்த 60 ஆண்டு களாய் இதுவரை அணுப் பிணைவு [Nuclear Fusion] இயக்கத்துக்கு ஹைடிரஜன் வாயுவின் ஏகமூலங்கள் [Isotopes] எனப்படும் டிரிடியம் & டியுட்டீரியம் [Tritium & Deuterium Isotopes] கதிரியக்க மூலகங்கள் பயன்படுத்தப் பட்டு வருகின்றன. இப்போது ஜெர்மன் அணுக்கரு பௌதிக ஆராய்ச்சியாளர் போரான் & நீரக வாயுவை [Boron & Hydrogen] எரிக்கருவாக எளிய ஓர் கோள வடிவுச் சாதனத்தில் பயன்படுத்தி வெப்பசக்தி உண்டாக்க முடியும் என்று அறிவித்துள்ளார்கள். இப்போது கூட்டு முயற்சியில் பிரான்சிலும், மற்ற உலக நாடுகள் தனியாகவும் செய்துவரும் சோதனைகள் வெற்றி அடையும் முன்பே, போரான் – நீரக வாயு பிணைப்பியக்கம் மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யும் என்று உறுதி யாக நம்பப்படுகிறது. இந்தப் புதிய அணுப்பிணைவுத் திட்டத்தை 2017 டிசம்பர் 12 ஆம் தேதி ஹையன்ரிக் ஹோரா [Heinrich Hora] என்பவர் லேசர் & துகள் கற்றை வெளியீட்டில் [Journal of Laser & Particle Beams] அறிவித்துள்ளார்.
ஹையன்ரிக் ஹோரா சொல்கிறார் : நீரக வாயு & போரான் -11 மூலகம் [Hydrogen -0] [One Proton and Boron -11 (Boron with 6 Neutrons)] இரண்டையும் திணிவு மிகுத்த நிலையில் [100,000 times More density than ITER Fuel], பேரளவு உஷ்ணமுடன் [5 பில்லியன் டிகிரி F (3 பில்லியன் டிகிரி C)], ஒரு கோள வடிவான அரணில் அழுத்திப் பிணைத்தால், மூன்று ஹீலியம் [Helium -4] உண்டாகும். அந்த இயக்கத்தில் எழும் ஒளிப்பிழம்பிலிருந்து [Plasma], நேராக மின்சாரம் தயாரிக்கலாம். தற்போது நடைபெறும் சோதனைச் சாதனங்கள் பெரிய துளைவடை வடிவு [Donut – Shaped Chambers] உடையவை. பெருத்த மின் காந்தச் சுவர்கள் சூழ்ந்து இருப்பவை. அந்த சாதனத்தில் டியுடீரியம் & டிரிடியம் ஏகமூலங்கள் [Deuterium & Tritium Isotopes] பேரளவு சூடாக்கப்பட்ட ஒளிப்பிழம்பால் [Superheated Plasma] அழுத்தப்பட்டு பிணைக்கப் படுகின்றன. இந்த விதமான அணுக்கருப் பிணைப்பு இயக்கத்தில் ஹீலியம் உண்டாகி வெப்பசக்தியும் கூடவே ஒரு நியூட்ரான் விளைகிறது. இந்த உயர் சக்தி நியூட்ரான் [High Energy] அருகில் உள்ள உலோகச் சாதனங்களில் பட்டு சிறிதளவு கதிரியக்கம் உண்டாகிறது.
Hydrogen – Boron Hot Fusion Reactor
போரான் – நீரக வாயு சூட்டுப் பிணைப்பு அணு உலை
2017 டிசம்பர் 28 ஆம் தேதி அறிவிக்கப்பட்ட புதிய எரிக்கரு அணு உலை [Nuclear Fuel Reactor] பயன்படுத்தும் எரிக்கரு ஹைடிரஜன் -1 & போரான் -11 [Hydrogen -1 & Boron -11]. இந்த எரிக்கரு 1 பில்லியன் டிகிரி உஷ்ணத்தில், பேரளவு அழுத்தத்தில் பிணைப்பியக்கம் தூண்டப் படுகிறது. இந்த இயக்கத்தில் உண்டாகும் வெப்பசக்தி அனைத்தும் 3 ஹீலியம் -4 மூலகமாய் [ஆல்ஃபா கதிர்வீச்சாக] [Alpha Radiation] ஒவ்வொன்றும் 8 MeV அளவில் வெப்பசக்தியாய் வெளியாகிறது. ITER மாடல் அணு உலைபோல், H–B பிணைவு அணு உலையில், உயர் சக்தி நியூட்ரான்கள் [High Energy Neutron] வெளியேறா. இப்புதிய போரான் – ஹைடிரஜன் அணுப்பிணைவு அணு உலை முன்னோடி மாடல் இன்னும் உலகில் தயாரிக்கப் படவில்லை. ஆனால் புதிய போரான் – நீரக வாயு அணு உலைகள் விரைவில் கட்டப்படும் என்று உறுதியாக எதிர்பார்க்கலாம்.
நாங்கள் செய்யப் போவது இதுதான்: ஒரு கட்டுப்பாட்டு முறையில் எரிக்கரு வில்லைச் சிமிழின் [Deuterium – Tritium Pellet [D-T Pellet] Fuel Capsule] வெளிப்புற கவசத்தை எக்ஸ்ரே கதிர்கள்
