ભારત પણ બનાવી રહ્યો છે પોતાનો ‘સૂર્ય’, Gujaratની આ લેબમાં મોટાપાયે ચાલી રહ્યું છે કામ

ભારત પણ પોતાનો સૂર્ય બનાવવા તરફ કામ કરી રહ્યું છે. ગુજરાતની એક પ્રયોગશાળામાં વૈજ્ઞાનિકો કુદરતની સૌથી શક્તિશાળી પ્રક્રિયા ફ્યુઝનને ફરીથી બનાવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે. આ તે પ્રતિક્રિયા છે જે સૂર્યને ચમકાવે છે. તાજેતરમાં સમાચાર આવ્યા કે ચીને કૃત્રિમ સૂર્ય માટે વિશ્વનું સૌથી મોટું સુપરકન્ડક્ટિંગ ચુંબક બનાવ્યું છે. હવે ભારતીય વૈજ્ઞાનિકોના કૃત્રિમ સૂર્ય બનાવવાના પ્રયાસો પણ સફળ થયા છે.

સૂર્ય જેવી ઉર્જા મેળવવાનો પડકાર

સૂર્ય ફ્યુઝન દ્વારા ઉર્જા ઉત્પન્ન કરે છે. પરમાણુ ફ્યુઝનની આ પ્રક્રિયા ક્યારેય અટકતી નથી; તે સતત ચાલુ રહે છે. જો માનવો આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને કૃત્રિમ સૂર્ય બનાવે છે તો સૌથી મોટો પડકાર એ હશે કે ઉર્જાને સતત જાળવી રાખવી તેના પર નિયંત્રણ મેળવવું અને લાંબા સમય સુધી તેને જાળવી રાખવું.

ભારતીય વૈજ્ઞાનિકો માટે મોટી સફળતા

એક અહેવાલ મુજબ ગુજરાતના પ્લાઝ્મા રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના વૈજ્ઞાનિકોએ આ દિશામાં એક મોટો પડકાર હલ કર્યો છે. વૈજ્ઞાનિકોએ SST-1 ટોકમાક મશીનમાં એક શક્તિશાળી 82.6 GHz ગાયરોટ્રોન સક્રિય કર્યું છે જે ઉચ્ચ-આવર્તન માઇક્રોવેવ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને અત્યંત ઊંચા તાપમાને પ્લાઝ્મા સ્થિતિને લાંબા સમય સુધી જાળવી રાખે છે. આનો અર્થ એ થયો કે ભારતીય વૈજ્ઞાનિકો સૂર્યની જેમ જ ફ્યુઝન દ્વારા અમર્યાદિત ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા તરફ આગળ વધ્યા છે.

પ્લાઝ્મા સ્થિતિ શું છે?

પ્લાઝ્મા એ પદાર્થની સ્થિતિ છે. ઘન પ્રવાહી અને વાયુ પછી પ્લાઝ્મા પદાર્થની ચોથી સ્થિતિ છે. તે અત્યંત ઊંચા તાપમાનની સ્થિતિ છે. તેને પદાર્થની ખૂબ જ ઉચ્ચ-તાપમાન અને વિદ્યુત ચાર્જ સ્થિતિ માનવામાં આવે છે. આ સ્થિતિમાં અણુઓ પણ તેમના ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાનું શરૂ કરે છે.

ફ્યુઝનમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન કરવી એ એક મોટો પડકાર

SST-1 અથવા સ્ટેડી સ્ટેટ સુપરકન્ડક્ટિંગ ટોકમાક ભારતનું ફ્યુઝન મશીન છે જે સૌર જેવી ઉર્જા ઉત્પાદન પ્રક્રિયા પ્રાપ્ત કરવા માટે રચાયેલ છે. એ નોંધવું જોઈએ કે ફ્યુઝન રિએક્ટર બનાવવું અત્યંત મુશ્કેલ છે. પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટમાં કિરણોત્સર્ગી બળતણ બાળવાને બદલે ફ્યુઝન રિએક્ટર અત્યંત ઊંચા તાપમાન અને દબાણ હેઠળ પ્રકાશ અણુઓના ન્યુક્લીને ફ્યુઝ કરીને ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે.

પ્લાઝ્મા સ્થિતિ જાળવી રાખવી મુશ્કેલ

આ પ્રક્રિયામાં અત્યંત ઊંચા તાપમાનને કારણે અણુઓ તેમનું અસ્તિત્વ ગુમાવવાનું શરૂ કરે છે. આ ખતરનાક પ્રયોગનું હૃદય પ્લાઝ્મા છે જે પદાર્થની ખૂબ જ ગરમ અને વિદ્યુત ચાર્જ સ્થિતિ છે. રિએક્ટરની સપાટી સાથે અથડાવાથી નોંધપાત્ર નુકસાન થઈ શકે છે. આ જ કારણ છે કે પૃથ્વી પર એક મોટો પડકાર પ્લાઝ્માને રિએક્ટરની દિવાલોને સ્પર્શતા અટકાવવાનો છે. આ માટે વૈજ્ઞાનિકો જટિલ ચુંબકીય પ્રણાલીઓ પર આધાર રાખે છે.

આવી સ્થિતિમાં રિએક્ટરની અંદર પ્લાઝ્માને લાંબા સમય સુધી જાળવી રાખવી એ એક મહત્વપૂર્ણ પડકાર છે. ભારતીય વૈજ્ઞાનિકોએ ડોનટ આકારના ટોકમાક મશીનમાં એક શક્તિશાળી ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરવામાં સફળતા મેળવી છે. આનાથી પ્લાઝ્માને લાંબા સમય સુધી જાળવી રાખવાનું શક્ય બનશે. ગાયરોટ્રોન એક શક્તિશાળી મશીન છે જે ઉચ્ચ-આવર્તન માઇક્રોવેવ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે. આ ઊર્જા SST-1 માં પ્લાઝ્મામાં પહોંચાડવામાં આવે છે. આ અત્યંત ઊંચા તાપમાન બનાવવા અને જાળવવામાં મદદ કરે છે. તેની મદદથી વૈજ્ઞાનિકો લાંબા સમય સુધી ગરમ પ્લાઝ્મા જાળવી શકશે.

ભારતીય વૈજ્ઞાનિકોએ સૂર્ય કરતાં 20 ગણું વધુ ગરમ તાપમાન બનાવ્યું છે

ભારતીય વૈજ્ઞાનિકોએ પરમાણુ ફ્યુઝન પ્રયોગોમાં 200 મિલિયન ડિગ્રી સેલ્સિયસથી વધુ પ્લાઝ્મા તાપમાન પ્રાપ્ત કરી લીધું છે. આ સૂર્યના કોર કરતાં લગભગ 20 ગણું વધુ ગરમ છે. જો કે આવા તાપમાન સુધી પહોંચવું એ પડકારનો જ એક ભાગ છે. વાસ્તવિક પડકાર એ છે કે અલ્ટ્રા-હાઈ-ટેમ્પરેચર પ્લાઝ્માને લાંબા સમય સુધી સ્થિર અને મર્યાદિત રાખવો જેથી ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ઉર્જાનો ઉપયોગ કરી શકાય.

કૃત્રિમ ‘સૂર્ય’ બનાવવું કેમ આટલું મુશ્કેલ છે?

કૃત્રિમ ‘સૂર્ય’ એટલે કે ન્યુક્લિયર ફ્યુઝનમાંથી વીજળી ઉત્પન્ન કરવી એ વિજ્ઞાન અને એન્જિનિયરિંગમાં સૌથી મોટા પડકારોમાંનો એક છે. ફ્યુઝન સ્વચ્છ ઉર્જાનો મુખ્ય સ્ત્રોત હોઈ શકે છે. પૃથ્વી પર બળતણ વિપુલ પ્રમાણમાં ઉપલબ્ધ છે. તે ટૂંકા ગાળાના કિરણોત્સર્ગી કચરો ઉત્પન્ન કરે છે. આ જ કારણ છે કે ચીન પણ આ લક્ષ્યને અનુસરી રહ્યું છે. નવું ગાયરોટ્રોન SST-1 ને તાત્કાલિક ફ્યુઝન પાવર પ્લાન્ટમાં રૂપાંતરિત કરશે નહીં પરંતુ તે ચોક્કસપણે ભારતીય વૈજ્ઞાનિકોના અલ્ટ્રા-હાઈ-ટેમ્પરેચર પ્લાઝ્માના અભ્યાસને આગળ ધપાવશે.