یہاں تک کہ جب فیوژن دور منظر میں آتا ہے — ہم اب بھی بھاپ کے دور میں ہیں۔

بھاپ کے انجن ریلوے کی پٹریوں کے ساتھ بج رہے ہیں۔ پیڈل اسٹیمرز مرے کو منتشر کر رہے ہیں۔ بھاپ کے انجنوں سے چلنے والے ڈریڈنوٹ جنگی جہاز۔

ہم میں سے بہت سے لوگوں کا خیال ہے کہ بھاپ کا دور ختم ہو گیا ہے۔ لیکن جب کہ بھاپ کے انجن کو اندرونی دہن کے انجنوں اور اب الیکٹرک موٹروں نے تبدیل کر دیا ہے، جدید دنیا اب بھی بھاپ پر انحصار کرتی ہے۔ تقریباً تمام تھرمل پاور پلانٹس، کوئلے سے نیوکلیئر تک، کام کرنے کے لیے بھاپ کا ہونا ضروری ہے۔ (گیس پلانٹس عموماً ایسا نہیں کرتے)۔

لیکن کیوں؟ یہ کسی ایسی چیز کی وجہ سے ہے جسے ہم نے ہزاروں سال پہلے دریافت کیا تھا۔ پہلی صدی عیسوی میں، قدیم یونانیوں نے aeolipile — ایک بھاپ کی ٹربائن ایجاد کی۔ حرارت نے پانی کو بھاپ میں بدل دیا، اور بھاپ ایک بہت مفید خاصیت رکھتی ہے: یہ بنانے میں آسان گیس ہے جو دھکیل سکتی ہے۔

اس سادہ حقیقت کا مطلب یہ ہے کہ فیوژن پاور کا خواب بھی قریب آتا ہے، ہم اب بھی بھاپ کے دور میں ہوں گے۔ پہلے کمرشل فیوژن پلانٹ پر انحصار کیا جائے گا۔ جدید ٹیکنالوجی سورج کے مرکز سے کہیں زیادہ گرم پلازما پر مشتمل ہونے کے قابل — لیکن پھر بھی اس کا نکاح ایک شائستہ بھاپ ٹربائن سے کیا جائے گا جو حرارت کو حرکت میں بجلی میں تبدیل کرتا ہے۔

ہم اب بھی بھاپ پر انحصار کیوں کر رہے ہیں؟

ابلتے ہوئے پانی کافی مقدار میں توانائی لیتا ہے، جو عام مائعات میں سے سب سے زیادہ ہے جن سے ہم واقف ہیں۔ پانی بخارات بننے میں ایتھنول سے 2.5 گنا زیادہ توانائی لیتا ہے اور امونیا مائعات سے 60 فیصد زیادہ۔

ہم دوسری گیسوں کے بجائے بھاپ کیوں استعمال کرتے ہیں؟ پانی سستا، غیر زہریلا، اور بار بار استعمال کرنے کے لیے مائع میں گاڑھا ہونے سے پہلے مائع سے توانائی بخش گیس میں تبدیل ہونا آسان ہے۔

بھاپ یہ طویل عرصے تک چلی ہے کیونکہ ہمارے پاس پانی کی فراوانی ہے، جو زمین کی سطح کے 71 فیصد حصے پر محیط ہے، اور پانی تھرمل انرجی (گرمی) کو مکینیکل انرجی (حرکت) کو برقی توانائی (بجلی) میں تبدیل کرنے کا ایک مفید طریقہ ہے۔ ہم بجلی تلاش کرتے ہیں کیونکہ یہ آسانی سے منتقل کی جا سکتی ہے اور بہت سے علاقوں میں ہمارے لیے کام کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے۔

جب بند کنٹینر کے اندر پانی بھاپ میں بدل جاتا ہے، تو یہ بہت زیادہ پھیلتا ہے اور دباؤ بڑھاتا ہے۔ ہائی پریشر والی بھاپ بڑی مقدار میں حرارت ذخیرہ کر سکتی ہے، جیسا کہ کوئی گیس بھی۔ اگر ایک آؤٹ لیٹ دیا جائے تو، بھاپ اس کے ذریعے تیز بہاؤ کی شرح کے ساتھ بڑھے گی۔ اس کے باہر نکلنے کے راستے میں ایک ٹربائن رکھیں اور فرار ہونے والی بھاپ کی قوت ٹربائن کے بلیڈ کو گھمائے گی۔ برقی مقناطیس اس مکینیکل حرکت کو بجلی میں بدل دیتے ہیں۔ بھاپ پانی میں واپس آتی ہے اور عمل دوبارہ شروع ہوتا ہے۔

بھاپ کے انجن انجن کو چلانے کے لیے بھاپ بنانے کے لیے پانی کو گرم کرنے کے لیے کوئلہ استعمال کرتے تھے۔ نیوکلیئر فِشن پانی کو ابالنے کے لیے حرارت بنانے کے لیے ایٹموں کو تقسیم کرتا ہے۔ نیوکلیئر فیوژن ہائیڈروجن (ڈیوٹیریم اور ٹریٹیم) کے بھاری آاسوٹوپس کو ہیلیم-3 ایٹموں میں فیوز کرنے پر مجبور کرے گا اور اس سے بھی زیادہ گرمی پیدا کرے گا — پانی کو ابال کر بھاپ بنانے کے لیے ٹربائن چلانے کے لیے بجلی بنانے کے لیے۔

اگر آپ صرف زیادہ تر تھرمل پاور پلانٹس یعنی کوئلہ، ڈیزل، نیوکلیئر فیوژن، یا یہاں تک کہ نیوکلیئر فیوژن کے اختتامی عمل کو دیکھیں گے تو آپ بھاپ کی پرانی ٹکنالوجی کو دیکھیں گے جہاں تک اسے لیا جا سکتا ہے۔

بھاپ کی ٹربائنیں جو بڑے برقی متبادل کو چلاتی ہیں جو دنیا کی 60 فیصد بجلی پیدا کرتی ہیں خوبصورتی کی چیزیں ہیں۔ سینکڑوں سال کی میٹالرجیکل ٹیکنالوجی، ڈیزائن اور پیچیدہ مینوفیکچرنگ نے بھاپ ٹربائن کو مکمل کر دیا ہے۔

کیا ہم بھاپ استعمال کرتے رہیں گے؟ نئی ٹیکنالوجیز بھاپ کا استعمال کیے بغیر بجلی پیدا کرتی ہیں۔ سولر پینل آنے والے فوٹونز پر انحصار کرتے ہیں کہ سلیکون میں الیکٹران کو مارتے ہیں اور چارج بناتے ہیں۔ ہوائی ٹربائین بھاپ ٹربائن کی طرح کام کریں سوائے اس کے کہ ہوا ٹربائن کو اڑا دے، بھاپ سے نہیں۔ توانائی ذخیرہ کرنے کی کچھ شکلیں، جیسے پمپڈ ہائیڈرو، ٹربائنز کا استعمال کرتی ہیں لیکن مائع پانی کے لیے، بھاپ کے لیے نہیں، جبکہ بیٹریاں بالکل بھی بھاپ استعمال نہیں کرتی ہیں۔

یہ ٹیکنالوجیز تیزی سے توانائی اور ذخیرہ کرنے کے اہم ذرائع بن رہی ہیں۔ لیکن بھاپ دور نہیں ہو رہی ہے۔ اگر ہم تھرمل پاور پلانٹس استعمال کرتے ہیں، تو ہم ممکنہ طور پر اب بھی بھاپ استعمال کر رہے ہوں گے۔

ہم صرف گرمی کو بجلی میں کیوں نہیں بدل سکتے؟

آپ سوچ رہے ہوں گے کہ ہمیں اتنے سارے اقدامات کی ضرورت کیوں ہے۔ ہم گرمی کو براہ راست بجلی میں کیوں نہیں بدل سکتے؟

یہ ممکن ہے. تھرمو الیکٹرک ڈیوائسز سیٹلائٹ اور خلائی تحقیقات میں پہلے ہی استعمال میں ہیں۔

لیڈ-ٹیلوریئم جیسے خاص مرکب سے بنائے گئے یہ آلات ان مواد کے درمیان گرم اور سرد جنکشن کے درمیان درجہ حرارت کے فرق پر انحصار کرتے ہیں۔ درجہ حرارت کا فرق جتنا زیادہ ہوگا، اتنا ہی زیادہ وولٹیج وہ پیدا کر سکتے ہیں۔

ان آلات کے ہر جگہ نہ ہونے کی وجہ یہ ہے کہ وہ صرف کم وولٹیج پر ڈائریکٹ کرنٹ (DC) پیدا کرتے ہیں اور گرمی کو بجلی میں تبدیل کرنے میں 16-22 فیصد کے درمیان موثر ہوتے ہیں۔ اس کے برعکس، جدید ترین تھرمل پاور پلانٹس 46 فیصد تک موثر ہیں۔

اگر ہم ان ہیٹ کنورژن انجنوں پر سوسائٹی چلانا چاہتے ہیں، تو ہمیں کافی زیادہ ڈی سی کرنٹ پیدا کرنے کے لیے ان آلات کی بڑی صفوں کی ضرورت ہوگی اور پھر اسے الٹرنیٹنگ کرنٹ میں تبدیل کرنے کے لیے انورٹرز اور ٹرانسفارمرز کا استعمال کرنا ہوگا۔ لہذا جب آپ بھاپ سے بچ سکتے ہیں، آپ کو بجلی کو کارآمد بنانے کے لیے نئے تبادلوں کو شامل کرنا پڑے گا۔

گرمی کو بجلی میں تبدیل کرنے کے اور بھی طریقے ہیں۔ اعلی درجہ حرارت کے ٹھوس آکسائیڈ ایندھن کے خلیات تیار ہو رہے ہیں۔ کئی دہائیوں سے. یہ گرم چلتے ہیں — 500–1,000 ڈگری سیلسیس کے درمیان — اور DC بجلی پیدا کرنے کے لیے ہائیڈروجن یا میتھانول (بغیر حقیقی شعلے کے) جلا سکتے ہیں۔

یہ ایندھن کے خلیے 60 فیصد تک موثر اور ممکنہ طور پر اس سے بھی زیادہ ہیں۔ وعدہ کرتے ہوئے، یہ فیول سیل ابھی پرائم ٹائم کے لیے تیار نہیں ہیں۔ شدید گرمی کی وجہ سے ان کے پاس مہنگے اتپریرک اور مختصر عمر ہوتی ہے۔ لیکن ترقی ہے۔ بنایا جارہا ہے.

اس طرح کی ٹیکنالوجیز کے پختہ ہونے تک، ہم گرمی کو بجلی میں تبدیل کرنے کے طریقے کے طور پر بھاپ کے ساتھ پھنس گئے ہیں۔ یہ اتنا برا نہیں ہے - بھاپ کام کرتی ہے۔

جب آپ بھاپ سے چلنے والے انجن کو دیکھتے ہیں، تو آپ کو لگتا ہے کہ یہ ماضی کی عجیب ٹیکنالوجی ہے۔ لیکن ہماری تہذیب اب بھی بھاپ پر بہت زیادہ انحصار کرتی ہے۔ اگر فیوژن طاقت پہنچتا ہے، بھاپ مستقبل میں بھی طاقت میں مدد کرے گی۔ بھاپ کی عمر واقعی کبھی ختم نہیں ہوئی۔

یہ مضمون شائع کی گئی ہے گفتگو تخلیقی العام لائسنس کے تحت. پڑھو اصل مضمون.

تصویری کریڈٹ: Wikimedia Commons کے ذریعے سیمنز پریسبلڈ

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://singularityhub.com/2024/03/19/even-as-the-fusion-era-comes-into-view-were-still-in-the-steam-age/