భారీ ప్రయోగానికి సిద్ధమైన అమెరికా..ఏకంగా నక్షత్ర శక్తినే..!

ఎల్‌ఎన్‌ఆర్‌ఎల్‌లోని నేషనల్‌ ఇగ్నిషన్‌ ఫెసిలిటీ

కోతల్లేని, కాలుష్యం ఊసే లేని, కారుచౌక విద్యుత్‌ అందరికీ అందుబాటులోకి వస్తే...? ఈ ఊహే అద్భుతం. కానీ వీలవుతుందా? అన్న ప్రశ్న కూడా మనల్ని వెంటాడుతుంది. సూర్యుడిలో జరిగే ‘తంతు’ను భూమ్మీద కృత్రిమంగా సృష్టిస్తే చాలు... ఇది సాధ్యమే. ఈ దిశగా శాస్త్రవేత్తలు చేస్తున్నప్రయత్నాల్లో ఇటీవలే ఓ మేలి మలుపు చోటుచేసుకుంది. నక్షత్ర శక్తిని మనకు మరింత దగ్గర చేసింది!

మనకు అణుశక్తి గురించి తెలుసు కదా.. అణువులను విచ్ఛిన్నం చేయడం ద్వారా పుట్టే శక్తిని విద్యుత్‌గా ఇందులో మార్చుకుంటాం. నక్షత్రాల్లోనూ ఇలాంటి ప్రక్రియే జరుగుతుంటుంది కానీ... పూర్తిగా వ్యతిరేకమైన పద్ధతిలో. అంటే ఇక్కడ అణువులు విడిపోవు. విపరీతమైన వేడి, ఒత్తిళ్ల కారణంగా ఒక దాంట్లో ఒకటి కలిసిపోతుంటాయి. దీన్నే కేంద్రక సంలీన ప్రక్రియ అని పిలుస్తుంటారు. ఈ ప్రక్రియను భూమ్మీద కృత్రిమంగా సృష్టించేందుకు చాలాకాలంగా ప్రయత్నాలు జరుగుతున్నాయి కానీ.. అమెరికాలోని లారెన్స్‌ లివర్‌మూర్‌ నేషనల్‌ లేబొరేటరీ (ఎల్‌ఎన్‌ఆర్‌ఎల్‌)లో గత నెల 8న ఈ ప్రయోగాల్లో తొలిసారి ఉపయోగించిన శక్తి కంటే ఎక్కువ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయగలిగారు. 192 లేజర్‌ కిరణాలను ఉపయోగించి కొన్ని మిల్లీమీటర్ల సైజున్న ఇంధనాన్ని బాగా వేడెక్కించగా లేజర్‌ కిరణాల కోసం ఖర్చు పెట్టిన శక్తి కంటే 1.3 మెగాజౌళ్ల శక్తి అదనంగా పుట్టింది. కిలో ముడిచమురు ద్వారా పుట్టే శక్తిలో ఇది మూడు శాతం! 

రెండు పద్ధతులు..
కేంద్రక సంలీన ప్రక్రియను సాధించేందుకు ప్రస్తుతం రెండు పద్ధతులు అందుబాటులో ఉన్నాయి. ఒకటి ఎల్‌ఎన్‌ఆర్‌ఎల్‌లో అనుసరించిన ఇనర్షియల్‌ కన్‌ఫైన్మెంట్‌ కాగా.. అయస్కాంతాల సాయంతో ప్లాస్మాను నియంత్రించేది ఇంకోటి. ఇనర్షియల్‌ కన్‌ఫైన్మెంట్‌లో శక్తిమంతమైన లేజర్లను అతితక్కువ కాలం (సెకనులో వందకోట్ల వంతు) ప్రయోగిస్తారు. ఇది సంలీన ప్రక్రియను మొదలుపెడుతుంది. శక్తిమంతమైన లేజర్లు, ఇతర టెక్నాలజీలు అందుబాటులో లేని కారణంగా ఇప్పటివరకూ శాస్త్రవేత్తలు రెండో పద్ధతిపైనే ఎక్కువ ఆధారపడేవారు. ఎల్‌ఎన్‌ఆర్‌ఎల్‌లోని నేషనల్‌ ఇగ్నిషన్‌ ఫెసిలిటీలో 192 లేజర్‌ కిరణాలను గది మధ్యలో ఉంచిన మిలీమీటర్ల సైజున్న లోహంపై పడేలా చేసినప్పుడు ఎక్స్‌రే కిరణాలు వెలువడి లోహం వేడెక్కుతుంది. అదే సమయంలో ఇంధనాన్ని పీడనానికి గురిచేస్తుంది. ఈ క్రమంలో ఉపయోగించిన దానికంటే ఎక్కువ శక్తి పుట్టినప్పటికీ వాణిజ్యస్థాయిలో విద్యుదుత్పత్తికి ఇది సరిపోదు. ఉపయోగించిన ఇంధనం కంటే కనీసం వంద రెట్లు ఎక్కువ విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేయాల్సి ఉంటుంది.  

నిధుల వరద... 
ఫ్యూజన్‌ ప్రయోగాల కోసం ఇటీవలి కాలంలో నిధుల వరద పారుతోంది. ఈ ప్రక్రియ ద్వారా ఇంకో 20 ఏళ్లలో వాణిజ్యస్థాయి విద్యుదుత్పత్తి సాధ్యమని నమ్ముతున్న కొందరు ఇప్పటివరకూ సుమారు 200 కోట్ల డాలర్లు పెట్టుబడులు పెట్టారు. ఇది ప్రభుత్వ రంగ సంస్థలు పెడుతున్న ఖర్చుకు ఎన్నో రెట్లు ఎక్కువ కావడం గమనార్హం. సాంకేతిక పరిజ్ఞాన రంగంలో వేగంగా వస్తున్న మార్పుల కారణంగా ఫ్యూజన్‌ రియాక్టర్లు త్వరలోనే అందుబాటులోకి వస్తాయని వీరు అంచనా వేస్తున్నారు. అయితే ప్రపంచం మొత్తం ఈ ఫ్యూజన్‌ రియాక్టర్లను ఏర్పాటు చేసేందుకు కొంత సమయం పట్టడం గ్యారంటీ. అన్నీ సవ్యంగా సాగితే 2060 నాటికి ప్రపంచ విద్యుత్‌ అవసరాల్లో ఒకశాతం ఫ్యూజన్‌ రియాక్టర్ల ద్వారా అందవచ్చునని ఒక అంచనా.

సాధించాల్సింది ఇంకా ఉంది... 
లారెన్స్‌ లివర్‌మూర్‌ నేషనల్‌ లేబొరేటరీలో జరిగిన ప్రయోగంతో కేంద్రక సంలీన ప్రక్రియ మనకు అందినట్టేనా? ఊహూ. ఇంకా ప్రయాణించాల్సిన దూరం చాలానే ఉంది.  కేంద్రక సంలీన ప్రక్రియల ద్వారా పుట్టే శక్తి అనంతమని... కాలుష్యం అస్సలు ఉండదని కూడా దశాబ్దాలుగా తెలుసు కానీ.. ఇప్పటివరకూ సాధించింది కొంతే. దీనికి కారణాలు లేకపోలేదు. అణువులను లయం చేయగల స్థాయిలో ఇంధనాన్ని వేడి చేయడం... సంలీనం ద్వారా పుట్టిన వేడిని నియంత్రించడం చాలా కష్టంతో కూడుకున్న వ్యవహారాలు. 1997లో జాయింట్‌ యూరోపియన్‌ టోరస్‌లో అయస్కాంతాలను ఉపయోగించి 16 మెగావాట్ల విద్యుదుత్పత్తి చేసినా అందుకోసం 23 మెగావాట్ల విద్యుత్‌ను ఉపయోగించారు. 1960లలో సోవియట్‌ యూనియన్‌ అభివృద్ధి చేసిన ఫ్యూజన్‌ రియాక్టర్లతో పలు దేశాలు ఇలాంటి ప్రయోగాలు చేస్తున్నాయి. ఫ్రాన్స్‌లో మన దేశంతోపాటు సుమారు 35 దేశాలు సంయుక్తంగా నిర్వహిస్తున్న ఐటీఈఆర్‌ కూడా ఇలాంటిదే. ఇందులో విపరీతమైన వేడెక్కిన ఇంధనాన్ని (ప్లాస్మా రూపంలో ఉంటుంది)ని అయస్కాంతాల సాయంతో నియంత్రిస్తుంటారు. ఇందులో 50 మెగావాట్ల విద్యుత్‌తో 500 మెగావాట్లు ఉత్పత్తి చేసేందుకు ప్రయోగాలు జరుగుతున్నాయి. 2025 చివరి నాటికి ఈ ఐటీఈఆర్‌లో ప్లాస్మా సిద్ధమవుతుందని, ఐదేళ్ల తరువాత అంటే 2030 నాటికి తొలి ప్రయోగం జరగవచ్చునని అంచనా.  

యూకే కూడా ఇటీవలే అయస్కాంత శక్తితో పనిచేసే ఓ ఫ్యూజన్‌ రియాక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేసి 2040 నాటికల్లా అక్కడి నుంచి ఉత్పత్తి అయ్యే విద్యుత్‌ను గ్రిడ్‌కు అనుసంధానించే లక్ష్యంతో పనిచేస్తోంది. మరోవైపు చైనా 2040 నాటికి, యూరప్‌ 2050 నాటికి మరిన్ని ఫ్యూజన్‌ రియాక్టర్లను అందుబాటులోకి తెచ్చే ప్రయత్నాలు చేస్తున్నాయి. 
 – సాక్షి, హైదరాబాద్‌