परमाणु संलयन रिएक्टर। परमाणु संलयन रिएक्टर का संचालन

परमाणु संलयन प्रतिक्रियाएं वे हैं जो हमारे जैसे सितारों के अंदर होती हैं। सूर्य, जिसमें दो छोटे परमाणु नाभिक एक बड़े, अधिक परमाणु नाभिक को जन्म देने के लिए एकजुट होते हैं। स्थिर। नीचे हमारे पास इस प्रकार की प्रतिक्रिया के लिए एक तंत्र है जो सूर्य में हाइड्रोजन के बीच होता है, जो हीलियम को जन्म देता है:

सूर्य पर संभावित हाइड्रोजन संलयन प्रतिक्रिया हो रही है

लेकिन इस प्रकार की परमाणु प्रतिक्रिया का सबसे महत्वपूर्ण पहलू जारी ऊर्जा की मात्रा है। एक विचार पाने के लिए, केवल 2 का संलयन। 10^-9ड्यूटेरियम का% (एक न्यूट्रॉन के साथ हाइड्रोजन और नाभिक में एक प्रोटॉन)यह इतनी मात्रा में ऊर्जा प्रदान करेगा जो पूरे विश्व की ऊर्जा मांग को एक वर्ष तक बनाए रखने के लिए पर्याप्त होगी!

यही कारण है कि कई वैज्ञानिकों का सपना संलयन प्रतिक्रियाओं में जारी ऊर्जा का उपयोग करने में सक्षम होना है। वर्तमान में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग किए जाने वाले रिएक्टर परमाणु विखंडन हैं, जो संलयन-विरोधी प्रक्रिया है और जो कम मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन करती है।

अनियंत्रित संलयन का पहले ही उपयोग किया जा चुका है उदजन बम या थर्मान्यूक्लीयर

, वर्ष 1952 में, संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा प्रशांत महासागर के एक प्रवाल द्वीप पर लॉन्च किया गया था। इस बम को "माइक" करार दिया गया था और इसमें हिरोशिमा बम की शक्ति का 700 गुना था।

जारी की गई बड़ी मात्रा में ऊर्जा के अलावा, अन्य लाभ ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए परमाणु संलयन का उपयोग कर रहे हैं कि इन अभिक्रियाओं में प्रयुक्त सामग्री आसानी से प्राप्य है।, ड्यूटेरियम के लिए पानी के अणुओं में पाया जाता है, ट्रिटियम (हाइड्रोजन आइसोटोप जिसमें एक प्रोटॉन होता है और नाभिक में दो न्यूट्रॉन) लिथियम से प्राप्त किए जा सकते हैं, और लिथियम एक स्वाभाविक रूप से होने वाली धातु है।

एक अन्य कारक यह है कि, परमाणु विखंडन के विपरीत, संलयन उत्पाद रेडियोधर्मी नहीं होते हैं और इसलिए उन्हें "स्वच्छ" प्रकार की ऊर्जा माना जाता है जो पर्यावरण में परिवर्तन का कारण नहीं बनता है।

लेकिन ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल होने के लिए, यह एक नियंत्रित प्रतिक्रिया होनी चाहिए और इसके लिए अभी भी कुछ हैं बाधा:

• संलयन के प्रभावी होने के लिए, उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, जैसा कि सूर्य में होता है, जिसमें तापमान 100 मिलियन डिग्री सेल्सियस के क्रम में होता है! नाभिक के सकारात्मक आवेशों से उत्पन्न होने वाले प्रतिकर्षण बल को दूर करने के लिए इतनी बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

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वर्तमान में, यह एक परमाणु बम की नियंत्रित विखंडन प्रतिक्रिया में जारी ऊर्जा के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जो परमाणु संलयन प्रतिक्रिया के लिए एक ट्रिगर के रूप में कार्य करता है।

• एक अन्य समस्या जो उत्पन्न होती है वह यह है कि हजारों डिग्री सेल्सियस पर सामग्री के साथ नियंत्रित तरीके से कैसे काम किया जाए? ऐसे उच्च तापमान का सामना करने वाले रिएक्टर को बनाने के लिए किन सामग्रियों का उपयोग किया जा सकता है?

• संलयन अभिक्रिया में निर्मुक्त ऊर्जा के तीव्र प्रवाह की भी आवश्यकता होती है।

इस क्षेत्र में अनुसंधान ने एक प्रकार के रिएक्टर को जन्म दिया है जिसे कहा जाता है tokamak, जिसका उपयोग आज केवल शोध के लिए किया जाता है। सबसे प्रसिद्ध प्रिंसटन, संयुक्त राज्य अमेरिका में एक है, जो 100 मिलियन डिग्री सेल्सियस के तापमान पर काम करता है। के सप्ताह के दौरान प्राग, चेक गणराज्य में प्रस्तुत आईपीपी में टोकामक कम्पास नीचे है 2 नवंबर को चेक गणराज्य के विज्ञान अकादमी द्वारा आयोजित विज्ञान और प्रौद्योगिकी, 2012:

आईपीपी में टोकामक कम्पास प्राग में प्रस्तुत किया गया^[2]

इन रिएक्टरों में एक अत्यंत प्रबल चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। प्रतिक्रिया करने के लिए ड्यूटेरियम और ट्रिटियम गैसों को इंजेक्ट किया जाता है और हजारों डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है। चूंकि विद्युत प्रवाह का मार्ग और मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों का निर्माण होता है, एक प्लाज्मा बनता है, जो रिएक्टर के अंदर एक ट्यूब में होता है, इसकी दीवारों के संपर्क में नहीं आता है।

यूएसएसआर में छपा उपरोक्त स्टैम्प, एक टोकामक थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन डिवाइस लगभग 1987. दिखाता है^[3]

हालांकि, आज तक, ऐसे रिएक्टर से उपयोगी ऊर्जा प्राप्त करने का साधन अभी तक खोजा नहीं जा सका है। चुंबकीय क्षेत्र को सक्रिय करने के लिए खर्च की गई ऊर्जा जहां प्लाज्मा सीमित है, रिएक्टर के अंदर संलयन से प्राप्त ऊर्जा से अभी भी अधिक है।

_{* छवि क्रेडिट:}

_{[१] लेखक: माइक गैरेट/विकिमीडिया कॉमन्स
[2] नतालिया घंटा/ शटरस्टॉक.कॉम
[3] जिम प्रुइटो/शटरस्टॉक.कॉम}

जेनिफर फोगाका द्वारा
रसायन विज्ञान में स्नातक

क्या आप इस पाठ को किसी स्कूल या शैक्षणिक कार्य में संदर्भित करना चाहेंगे? देखो:

FOGAÇA, जेनिफर रोचा वर्गास। "परमाणु संलयन रिएक्टर"; ब्राजील स्कूल. में उपलब्ध: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reator-fusao-nuclear.htm. 27 जून, 2021 को एक्सेस किया गया।