لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری (LLNL) کے سائنسدانوں نے حاصل کیا ہے۔ فیوژن اگنیشن اور توانائی وقفہ بھی 5 پرth دسمبر 2022 میں، تحقیقی ٹیم نے لیزرز کا استعمال کرتے ہوئے کنٹرولڈ فیوژن تجربہ کیا جب 192 لیزر شعاعوں نے کرائیوجینک ٹارگٹ چیمبر میں ایک چھوٹے سے ایندھن کے گولے تک 2 ملین جولز سے زیادہ UV توانائی فراہم کی اور انرجی بریک ایون حاصل کیا، یعنی فیوژن کے تجربے سے زیادہ توانائی پیدا ہوئی۔ اسے چلانے کے لیے لیزر کے ذریعے فراہم کیا جاتا ہے۔ یہ کامیابی تاریخ میں پہلی بار کئی دہائیوں کی محنت کے بعد حاصل ہوئی۔ یہ سائنس میں ایک سنگ میل ہے اور اس کے مستقبل میں خالص فیوژن توانائی کے خالص صفر کاربن معیشت کی طرف، آب و ہوا کی تبدیلی کا مقابلہ کرنے اور قومی دفاع کے لیے جوہری ٹیسٹ کا سہارا لیے بغیر جوہری رکاوٹ کو برقرار رکھنے کے لیے اہم مضمرات ہیں۔ اس سے قبل، 8 کوthاگست 2021، تحقیقی ٹیم فیوژن اگنیشن کی دہلیز پر پہنچ چکی تھی۔ اس تجربے نے پچھلے کسی بھی دوسرے فیوژن تجربے سے زیادہ توانائی پیدا کی تھی لیکن انرجی بریک ایون حاصل نہیں کیا گیا تھا۔ تازہ ترین تجربہ 5 کو کیا گیا۔th دسمبر 2022 نے توانائی کے وقفے کے کارنامے کو انجام دیا ہے، یہاں تک کہ اس تصور کا ثبوت بھی فراہم کیا گیا ہے کہ توانائی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کنٹرول شدہ نیوکلیئر فیوژن کا فائدہ اٹھایا جا سکتا ہے۔ عملی تجارتی فیوژن توانائی کی درخواست اب بھی بہت دور ہوسکتی ہے۔
جوہری بڑے پیمانے پر توانائی کی ہم آہنگی E=MC کے مطابق رد عمل سے بڑی مقدار میں توانائی حاصل ہوتی ہے2 آئن سٹائن کے. نیوکلیئر ایندھن کے نیوکللی کی ٹوٹ پھوٹ پر مشتمل فِشن ری ایکشن (ریڈیو ایکٹیو عناصر جیسے یورینیم-235) فی الحال پاور جنریشن کے لیے جوہری ری ایکٹرز میں استعمال کیے جاتے ہیں۔ تاہم، نیوکلیئر فِشن پر مبنی ری ایکٹر اعلیٰ انسانی اور ماحولیاتی خطرات کو چلاتے ہیں جیسا کہ چرنوبل کے معاملے میں واضح ہوتا ہے، اور یہ خطرناک تابکار فضلہ پیدا کرنے کے لیے بدنام ہیں جن کا تصرف کرنا انتہائی مشکل ہے۔
فطرت میں، ہمارے سورج کی طرح ستارے، ایٹمی فیوژن ہائیڈروجن کے چھوٹے نیوکللی کو ملانا توانائی پیدا کرنے کا طریقہ کار ہے۔ نیوکلیئر فیوژن، نیوکلیئر فیوژن کے برعکس، نیوکلی کو ضم کرنے کے لیے انتہائی زیادہ درجہ حرارت اور دباؤ کی ضرورت ہوتی ہے۔ انتہائی اعلی درجہ حرارت اور دباؤ کی یہ ضرورت سورج کے مرکز میں پوری ہوتی ہے جہاں ہائیڈروجن نیوکلی کا فیوژن توانائی پیدا کرنے کا کلیدی طریقہ کار ہے لیکن زمین پر ان انتہائی حالات کو دوبارہ بنانا اب تک ایک کنٹرولڈ لیبارٹری حالت میں ممکن نہیں ہوسکا ہے اور اس کے نتیجے میں، نیوکلیئر فیوژن ری ایکٹر ابھی تک حقیقت نہیں ہیں۔ (انتہائی درجہ حرارت اور فیوژن ڈیوائس کے متحرک ہونے سے پیدا ہونے والے دباؤ پر بے قابو تھرمونیوکلیئر فیوژن ہائیڈروجن ہتھیار کے پیچھے اصول ہے)۔
یہ آرتھر ایڈنگٹن تھا جس نے سب سے پہلے 1926 میں تجویز کیا تھا کہ ستارے اپنی توانائی ہائیڈروجن کے فیوژن سے ہیلیم میں کھینچتے ہیں۔ نیوکلیئر فیوژن کا پہلا براہ راست مظاہرہ 1934 میں لیبارٹری میں ہوا جب ردرفورڈ نے ڈیوٹیریم کے فیوژن کو ہیلیم میں دکھایا اور اس عمل کے دوران "ایک بہت بڑا اثر پیدا ہوا" کا مشاہدہ کیا۔ لامحدود صاف توانائی فراہم کرنے کی اس کی بڑی صلاحیت کے پیش نظر، دنیا بھر کے سائنسدانوں اور انجینئرز کی جانب سے زمین پر جوہری فیوژن کی نقل تیار کرنے کی ٹھوس کوششیں کی گئی ہیں لیکن یہ ایک مشکل کام رہا ہے۔
انتہائی درجہ حرارت پر، الیکٹران مرکزے سے الگ ہو جاتے ہیں اور ایٹم مثبت نیوکلی اور منفی الیکٹرانوں پر مشتمل آئنائزڈ گیس بن جاتے ہیں، جسے ہم پلازما کہتے ہیں، جو ہوا سے دس لاکھ گنا کم گھنے ہوتا ہے۔ یہ بناتا ہے فیوژن ماحول بہت نازک. ایسے ماحول میں جوہری فیوژن کے لیے (جس سے قابل قدر توانائی حاصل ہو سکتی ہے)، تین شرائط کو پورا کرنا ضروری ہے۔ بہت زیادہ درجہ حرارت ہونا چاہیے (جو کہ زیادہ توانائی کے تصادم کو بھڑکا سکتا ہے)، پلازما کی کثافت کافی ہونی چاہیے (تصادم کے امکان کو بڑھانے کے لیے) اور پلازما (جس میں پھیلنے کا رجحان ہے) کو کافی وقت کے لیے محدود ہونا چاہیے۔ فیوژن کو چالو کریں. یہ ہاٹ پلازما پر قابو پانے اور کنٹرول کرنے کے لیے بنیادی ڈھانچے اور ٹیکنالوجی کی ترقی کو اہم بناتا ہے۔ مضبوط مقناطیسی میدانوں کو پلازما سے نمٹنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جیسا کہ ITER کے ٹوکامک کے معاملے میں ہوتا ہے۔ پلازما کی جڑی قید ایک اور طریقہ ہے جس میں بھاری ہائیڈروجن آاسوٹوپس سے بھرے کیپسول ہائی انرجی لیزر بیم کا استعمال کرتے ہوئے پھٹ جاتے ہیں۔
Fusion studies conducted at لارنس Livermore National Laboratory (LLNL) of NIF employed laser-driven implosion techniques (inertial confinement fusion). Basically, millimetre-sized capsules filled with deuterium and tritium were imploded with high-power lasers which generate x-rays. The capsule gets heated and turn into plasma. The plasma accelerates inwards creating extreme pressure and temperature conditions when fuels in the capsule (deuterium and tritium atoms) fuse, releasing energy and several particles including alpha particles. The released particles interact with the surrounding plasma and heat it up further leading to more fusion reactions and release of more ‘energy and particles’ thus setting up a self-sustaining chain of fusion reactions (called ‘fusion ignition’).
فیوژن ریسرچ کمیونٹی 'فیوژن اگنیشن' حاصل کرنے کے لیے کئی دہائیوں سے کوشش کر رہی ہے۔ ایک خود کو برقرار رکھنے والا فیوژن رد عمل۔ 8 پرth اگست 2021، لارنس لیبارٹری کی ٹیم 'فیوژن اگنیشن' کی دہلیز پر پہنچی جسے انہوں نے 5 پر حاصل کیاth دسمبر 2022۔ اس دن، زمین پر کنٹرول شدہ فیوژن اگنیشن ایک حقیقت بن گیا – سائنس میں ایک سنگ میل حاصل ہوا!
***
