பூமியில் ஒரு குட்டி சூரியனை உருவாக்க முயலும் ஜப்பான் விஞ்ஞானிகள் – ஏன் தெரியுமா?

சுத்தமான, வரம்பற்ற, மலிவான, கழிவுகள் இல்லாத ஆற்றல்.

இந்த மாபெரும் கனவை அடையத்தான் சூரியனுக்குள் நடக்கும் அணுக்குரு இணைவை பூமியில் நிகழ்த்திப் பார்க்க விஞ்ஞானிகளின் முயன்றுவருகிறார்கள்.

இதற்கான தொழில்நுட்பம் ஆரம்ப நிலையில்தான் உள்ளது. ஆனால், மனிதகுலத்தின் எதிர்கால ஆற்றல் தேவைகளை இதுதான் பூர்த்திசெய்யும் என சிலர் கருதுகின்றனர்.

அதை நோக்கிய பாதையில் தற்போது ஒரு முக்கிய அடி எடுத்து வைக்கப்பட்டுள்ளது. அதுதான் ஜப்பானில் கடந்த வெள்ளியன்று அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட JT-60SA என்ற சாதனம்.

இதுதான், தற்போது செயல்பாட்டில் இருக்கும் உலகிலேயே மிகவும் சக்திவாய்ந்த சோதனை அணுக்கரு இணைவு உலை (Experimental nuclear fusion reactor) ஆகும்.

அணுமின் நிலையங்களில் தற்போது ‘அணுக்கரு பிளவு’ என்ற முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆனால், அணுக்குரு இணைவு என்பது இரண்டு அணுக்கருக்களைப் பிளவுபடுத்துவதற்குப் பதிலாக இணைக்கும் செயல்முறை.

இந்த இணைவில், ஹைட்ரஜன் கருக்கள் கனமான ஹீலியம் தனிமத்தில் இணைந்து, ஒளி மற்றும் வெப்ப வடிவில் ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன.

இது சூரியனில் இயற்கையாக நடக்கிறது.

அதையே செயற்கையாக பூமியில் நிகழ்த்துவதே இறுதி இலக்கு.

எளிதாகக் கூற வேண்டுமென்றால், பூமியில் ஒரு ‘செயற்கையான சிறு நட்சத்திரத்தை’ உருவாக்குவதன் மூலம் ஆற்றலைப் பெறுவதே இதன் நோக்கம்.

அணுக்கரு பிளவு போலல்லாமல், இந்த முறை, 2011-இல் ஜப்பானின் ஃபுகுஷிமாவில் நிகழ்ந்ததைப் போன்ற பேரழிவு அணுசக்தி விபத்துக்களின் அபாயத்தை இணைவு ஏற்படுத்தாது என்று விஞ்ஞானிகள் கூறுகின்றனர்.

இந்தத் திட்டத்திற்கு பங்களிக்கும், ஐரோப்பாவில் உள்ள 31 ஆய்வகங்களின் கூட்டமைப்பான யூரோஃபூஷன், அணுக்கரு இணைவுக்குத் தேவையான எரிபொருள் ஏராளமாக உள்ளது என்று குறுகிறது. மேலும் இது பசுமை இல்ல வாயுக்களை உற்பத்தி செய்யாது, என்றும் ‘புவிசார் அரசியல் மோதல்களின் ஆபத்தை’ தவிர்க்கிறது என்றும் குறிப்பிடுகிறது.

ஏற்கனவே 1950-களில் சோவியத் ஆராய்ச்சியாளர்களான ஆண்ட்ரி சகாரோவ் மற்றும் இகோர் டாம் ஆகியோர் முதல் காந்த ஆற்றலின் மூலம் இயங்கும் அணுக்கரு இணைவுச் சாதனமான ‘டோகாமாக்’ஐ வடிவமைத்தனர்.

‘டோகாமாக்’ என்பது ‘காந்த சுருள்களுடன் கூடிய டொராய்டல் அறை’ (toroidal chamber with magnetic coils) என்பதன் ரஷ்யப் பெயரின் சுருக்கமாகும்.

JT-60SA என்பது ஒரு டோகாமாக் அல்லது டொராய்டல் (மெதுவடை வடிவ) சாதனம் ஆகும். இது ஹைட்ரஜனால் இயக்கப்படுகிறது.

ஜப்பானில் திறக்கப்பட்டிருக்கும் இந்த அணுஉலை, பிளாஸ்மாவின் செயல்பாட்டை ஆய்வு செய்ய, ‘காந்த அடைப்பு’ எனும் முறையைப் பயன்படுத்தும் மிகவும் சக்திவாய்ந்த இணைவு சாதனமாகும்.

டோகாமாக்கில் இந்த மெதுவடை வடிவ வெற்றிட அறையும், காந்தப்புலத்தை உருவாக்கும் காந்தங்களும் உள்ளன.

ஹைட்ரஜன் வாயு, மிகவும் வெப்பமான, மின்சார சார்ஜ் ஏற்றப்பட்ட வாயுவான பிளாஸ்மாவாக மாறும் வரை, அதற்கு வெப்பமும் அழுத்தத்தமும் வழங்கப்படுகிறது.

யூரோஃப்யூஷன் கூட்டமைப்பு அளித்த விளக்கத்தில், JT-60SA-வைப் பொறுத்தவரை, வாயு 200 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் வரை வெப்பப்படுத்தப்படும் மற்றும் இயந்திரத்தின் வெவ்வேறு பகுதிகளில் இயங்கும் 28 சூப்பர் கண்டக்டிங் சுருள்களால் ஆன சக்திவாய்ந்த காந்த அமைப்பின் உதவியுடன் 100 வினாடிகள் வரை காந்தப்புலத்தின் கட்டுப்படுத்தி வைக்கப்படும் எனத் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது.

ஆற்றல் பெற்ற பிளாஸ்மா துகள்கள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதி வெப்பமடைகின்றன. வாயுவை பிளாஸ்மாவாக மாற்றுவதற்கும் இணைவு எதிர்வினை ஏற்படுவதற்கும் டோகாமாக்கின் உள்ளே வெப்பநிலை சுமார் 150 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸை எட்ட வேண்டும்.

அதிக ஆற்றல் கொண்ட துகள்கள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதும்போது இயற்கையாகவே ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகும். ஆனால், இந்தச் செயல்முறையில், இந்த ஆற்றல் கொண்ட துகள்கள் ஒன்றோடு ஒன்று இணைந்து மகத்தான ஆற்றலை வெளியிடும்.

அப்போது, சுருள்களால் மூடப்பட்டிருக்கும் டோகாமக்கின் சுவர்கள், பிளாஸ்மாவை கட்டுப்படுத்தும் ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது.

ஜப்பானில் உள்ள அணு உலையில் இருந்து பெறப்பட்ட இந்த கண்டுபிடிப்புகள், பிரான்சில் அமைந்துள்ள, இன்னும் கட்டுமானத்தில் உள்ள இந்தத் துறையில் மிகப்பெரிய சர்வதேசப் பரிசோதனையான ‘International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)’ உடன் பகிர்ந்து கொள்ளப்படும்.

இந்தச் சோதனைகளின் இறுதியில் விஞ்ஞானிகள் எதிர்கால இணைவு மின் உற்பத்தி நிலையங்களை வடிவமைக்க உதவும் என்று நம்பப்படுகிறது.

இந்த ஆலை டோக்கியோவின் வடக்கே உள்ள நாகா நகரில் உள்ள ஜப்பானின் தேசிய குவாண்டம் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் (QST) அமைந்துள்ளது.

JT-60SA அணு உலையின் குறிக்கோள், ஒரு பெரிய அளவிலான, கார்பன் இல்லாத ஆற்றல் மூலமாக இணைவின் நம்பகத்தன்மையை ஆராய்வதாகும்.

பாதுகாப்பான ‘நிகர’ ஆற்றலைப் பெறுவதே குறிக்கோள். அதாவது, அதை உற்பத்தி செய்வதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஆற்றலை விட அதிக ஆற்றலை உருவாக்குவது.

இந்த ஆலை ஐரோப்பிய ஒன்றியம் மற்றும் ஜப்பானின் கூட்டுத் திட்டமாகும்.

JT-60SA-வின் துணைத் திட்டத் தலைவர் சாம் டேவிஸ், இந்த அணு உலை மூலம் விரைவில் இணைவு ஆற்றலை மனிதர்களால் பெற முடியும் எனத் தெரிவித்தார்.

“இது 500 க்கும் மேற்பட்ட விஞ்ஞானிகள் மற்றும் பொறியாளர்கள் மற்றும் ஐரோப்பா மற்றும் ஜப்பான் முழுவதிலுமிருந்து 70-க்கும் மேற்பட்ட நிறுவனங்களுக்கு இடையிலான ஒத்துழைப்பின் விளைவாகும்,” என்று வெள்ளிக்கிழமை நடந்த அணு உலை தொடக்க விழாவில் டேவிஸ் கூறியதாக AFP செய்தி நிறுவனம் கூறியுள்ளது.

அணு உலை கட்டுமான திட்டத்தின் மொத்த செலவு சுமார் இந்திய ரூபாயில் சுமார் 5,000 கோடி என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. இந்தச் செலவை ஜப்பானும் ஐரோப்பாவும் பிரித்துக்கொள்கின்றன.

டிசம்பர் 2022-இல், உலகின் மிகப்பெரிய லேசர் அமைந்துள்ள அமெரிக்காவில் உள்ள லாரன்ஸ் லிவர்மோர் தேசிய ஆய்வகத்தில் நிகர ஆற்றல் பெறப்பட்டது.

ITER மற்றும் JT-60SAவை விட இனெர்ஷியல் கன்ஃபைன்மென்ட் ஃப்யூஷன் (Inertial Confinement Fusion) எனப்படும் அமெரிக்க ஆய்வகம் வேறுபட்ட முறையைப் பயன்படுத்துகிறது. இதில் உயர் ஆற்றல் லேசர்கள் ஒரே நேரத்தில் ஹைட்ரஜனைக் கொண்ட சிலிண்டரை நோக்கி இயக்கப்படுகின்றன.

அமெரிக்க அரசாங்கம் சுத்தமான, வரம்பற்ற ஆற்றல் மூலத்திற்கான தேடலில் இந்த முடிவை ‘வரலாற்று சாதனை’ என்று அழைத்தது.

இருப்பினும், சோதனையானது 15 முதல் 20 கெட்டில்களை வேகவைக்க போதுமான ஆற்றலை மட்டுமே உற்பத்தி செய்ய முடிந்தது. ஆனால் இதற்கு 29,000 கோடி ரூபாய் தேவைப்பட்டது.

இந்தச் சோதனை மூலம் இதற்கான தொழில்நுட்பம் இருக்கிறது என்பது உறுதி செய்யப்பட்டது. ஆனால், தொழில்நுட்பம் முழுமையாக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் மலிவானதாக இருக்க வேண்டும். மேலும் அது உருவாக்கும் ஆற்றலின் அளவைக் கணிசமாக அதிகரிக்க வேண்டும்.

ஐரோப்பிய ஒன்றியத்தின் எரிசக்தி ஆணையர், கத்ரி சிம்சன், இந்த வெள்ளிக்கிழமை JT-60SA-வின் தொடக்க விழாவில், இது ‘உலகின் மிகவும் மேம்பட்ட டோகாமாக்’ என்றும், அதன் செயல்பாடுகளின் தொடக்கத்தை ‘அணுக்கரு இணைவு வரலாற்றில் ஒரு மைல்கல்’ என்றும் விவரித்தார்.

“இந்த நூற்றாண்டின் இரண்டாம் பாதியில் அணுக்கரு இணைவு ஆற்றல் நாம் தற்போது பயன்படுத்தும் ஆற்றல்களின் முக்கிய அங்கமாக மாறும் சாத்தியம் உள்ளது,” என்று சிம்சன் கூறினார்.