مجھے کمرشل نیوکلیئر فیوژن پاور بنانے کے لیے درکار بڑے چیلنجز کے بارے میں کافی حد تک جامع سمجھ ہے۔ یہی وجہ ہے کہ میں پگھلے ہوئے نمک کے جوہری انشقاق کے بارے میں زیادہ پر امید ہوں۔ میں دو ویڈیوز میں اس کی وضاحت کرنے کی کوشش کرتا ہوں۔ تاہم، یہ ایک پیچیدہ موضوع ہے. میں یہاں اس کو واضح اور مختصراً بیان کرنے کی کوشش کروں گا۔
کمرشل نیوکلیئر فیوژن میں کتنا دور ہے؟
مجھے یقین ہے کہ تکنیکی کامیابیاں ابھی بھی درکار ہیں۔ نیوکلیئر فیوژن کے لیے حالیہ دہائیوں کے کام پر ٹوکومک پروجیکٹس (ITER، JET اور ایک جنوبی کوریائی Tokomak اور ایک چینی Tokomak) کا غلبہ رہا ہے۔ ٹوکومک جوہری فیوژن پلازما کو ڈونٹ کی شکل کے مقناطیسی میدان میں رکھتا ہے۔ چند سیکنڈز کے لیے فیوژن بنانے کی کوششوں تک پراجیکٹس کو بنانے میں سالوں لگتے ہیں اور فیوژن حقیقی خالص توانائی سے تقریباً 1000X گنا دور ہے۔
بجلی پیدا کرنے کے لیے جوہری فیوژن تیار کرنے کی کوشش کرنے کے بہت سے طریقے ہیں۔ ایک ہی قدر شروع ہوتا ہے ہمیں یہ بتانے کے لیے کہ فیوژن تجربہ خالص طاقت کے کتنا قریب ہے: فیوژن ٹرپل پروڈکٹ۔ ٹرپل پروڈکٹ فیوژن پلازما کی تین صفات کی پیداوار ہے:
n پلازما میں آئنوں کی کثافت (آئنز/کیوبک میٹر)
T ان آئنوں کا درجہ حرارت (keV2)
τE توانائی کی قید کا وقت (سیکنڈ)
سب سے کم (عرف سب سے زیادہ قابل حصول) ٹرپل پروڈکٹ تھریشولڈ کے ساتھ فیوژن ری ایکشن ڈیوٹیریم اور ٹریٹیم (DT)، ہائیڈروجن کے دو آاسوٹوپس کا فیوژن ہے۔ ڈی ٹی ایندھن پر چلنے والے فیوژن پاور پلانٹ میں تقریباً 5×10^21 m-3 keV s یا اس سے زیادہ کی تین گنا پیداوار ہوگی۔ وہاں ہے تجارتی طور پر قابل عمل پاور پلانٹ کے لیے بہت سی دوسری ضروریات لیکن ٹرپل پروڈکٹ ایک کم از کم تکنیکی سنگ میل ہے۔
ٹرپل پروڈکٹ کی ایک اچھی خاصیت یہ ہے کہ یہ فیوژن پلازما بنانے کے لیے استعمال ہونے والی مخصوص اسکیم سے آزاد ہے لہذا اسے فیوژن کے مختلف طریقوں میں کارکردگی کا موازنہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ مقناطیسی قید کی اسکیموں (ٹوکامکس، اسٹیلیٹر)، جڑی قید اسکیموں (لیزر فیوژن)، اور میگنیٹو انرشل اسکیموں (MagLIF، FRCs کا کمپریشن) میں ایک معنی خیز مقدار ہے۔
ملٹی بلین JET (مشترکہ یورپی ٹورس) ری ایکٹر کا تجربہ کئی دہائیوں سے چل رہا ہے۔ میرے خیال میں اس کی فنڈنگ کے لیے یہ تقریباً 100 ملین یورو فی سال یا اس سے زیادہ تھا۔ مارچ 2019 میں، برطانیہ کی حکومت اور یورپی کمیشن نے JET کے لیے معاہدے میں توسیع پر دستخط کیے تھے۔ اس نے بریگزٹ کی صورت حال سے قطع نظر 2024 کے آخر تک JET کے آپریشنز کی ضمانت دی۔ دسمبر 2020 میں، ITER میں اس کے تعاون کے حصے کے طور پر، ٹریٹیم کا استعمال کرتے ہوئے ایک JET اپ گریڈ کا آغاز ہوا۔ 21 دسمبر 2021 کو، JET نے پانچ سیکنڈ پلس کے دوران فیوژن کو برقرار رکھتے ہوئے ڈیوٹیریم-ٹرائٹیم ایندھن کا استعمال کرتے ہوئے 59 میگاجولز تیار کیے، جس نے 21.7 میں قائم کردہ Q = 0.33 کے ساتھ اپنے 1997 میگاجولز کے سابقہ ریکارڈ کو توڑ دیا۔ پانچ سیکنڈ میں 700 میگاجولز پیدا کرنے کے لیے بجلی۔ Q = 59 کا 0.33% ہے۔ پلازما کے اندر اور باہر توانائی. 700 میگا واٹ اس کو پانچ سیکنڈ کے لیے بجلی بنانے میں تقریباً 3.5 بلین جولز ہوں گے تاکہ پلازما سے 59 میگا جولز نکل سکیں۔ دیوار کی طاقت تقریباً 60 گنا کم ہے اور پھر پلازما سے نکلنے والی طاقت کو دوبارہ بجلی میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہوگی۔ یہ ایل پی پی فیوژن سے زیادہ ایماندار شخصیات تک جاتا ہے۔ فیوژن پاور کے تجربات کل بجلی کے مقابلے میں ایک فیصد کے ہزارویں حصے پر ہیں۔
دنیا میں صرف 25 ٹن ٹریٹیم ہے۔ یہ قدرتی طور پر نہیں ہوتا ہے۔ ایک ڈی ٹی (ڈیوٹیریم اور ٹریٹیم) فیوژن ری ایکٹر جو ایک گیگا واٹ پیدا کرتا ہے اسے ہر سال تقریباً 150 ٹن ٹریٹیم کی ضرورت ہوگی۔ ٹریٹیم فی الحال بھاری پانی کے CANDU (کینیڈین) کے بنائے گئے نیوکلیئر فِشن ری ایکٹر میں تیار کیا جاتا ہے۔
ڈی ٹی فیوژن ری ایکٹر کے منصوبوں کو بہت زیادہ ٹریٹیم کی افزائش سے نمٹنے کی ضرورت ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ لتیم کو ٹریٹیم میں مؤثر طریقے سے تبدیل کرنے کے لیے بہت سارے سستے نیوٹران پیدا کرنا۔ یہ ایسا ہی ہے جیسے کہ ہمارے پاس پلوٹونیم کی وافر مقدار بنانے کے لیے نیوکلیئر فِشن پلان ہو گا۔ پلوٹونیم فطرت میں نہیں پایا جاتا لیکن آپ اسے نیوٹران کے ساتھ یورینیم 238 کا رد عمل دے کر بنا سکتے ہیں۔ یورینیم 238 94 فیصد ہے جسے لوگ جوہری فضلہ کہتے ہیں۔ یورینیم 238 قدرتی طور پر پائے جانے والے یورینیم کا تقریباً 99.3 فیصد اور موجودہ تازہ جوہری ایندھن کی سلاخوں کا 97 فیصد ہے۔
ایک ایسا ملک جو بہت سارے ٹریٹیئم کی افزائش کے لیے بہت سارے سستے نیوٹران پیدا کر سکتا ہے اس کا مطلب یہ ہوگا کہ وہ ملک پلوٹونیم کی بھی بہت زیادہ افزائش کر سکتا ہے۔ کوئی بھی ملک جو پلوٹونیم کی بہت زیادہ افزائش کر سکتا ہے وہ بہت سے ایٹمی فِشن بم بنا سکتا ہے۔
میں اس کے ساتھ نسبتاً ٹھیک ہوں کیونکہ مجھے لگتا ہے کہ نیوکلیئر فِشن بم پرانے ہو جائیں گے۔ دنیا اسپیس اور انرجی میں بہت بہتر ٹیکنالوجی کی طرف ترقی کرے گی تو فِشن بموں کی تباہی فوجی اسٹریٹجک نہیں ہوگی اور عسکری طور پر کم اہم ہو جائے گی۔ اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ پھیلاؤ کی حوصلہ افزائی کی جانی چاہیے۔ احمق نہ بننے کے لیے اقدامات کیے جائیں، لیکن توانائی اور خلائی پروپلشن کے لیے جوہری مہارت رکھنے والی دنیا کا مطلب ایک ایسی دنیا ہو گی جہاں جوہری ہتھیار نسبتاً معمولی ہوں۔ وہ molotov کاک کی طرح بن جائیں گے.
توانائی کے لیے نیوکلیئر فیوژن کو کامیابی کے ساتھ تیار کرنے کے لیے استعمال شدہ طاقت کے مقابلے میں پیدا ہونے والی موجودہ بجلی کی اس تمام چھوٹی سطح سے آگے بڑھ کر اسے اقتصادی طور پر کرنا ہوگا۔ ٹوکومک پروجیکٹس کو پلاسما کو سیکنڈوں کے بجائے سالوں تک رکھتے ہوئے واضح طور پر یہ خالص مثبت طاقت پیدا کرنی ہوگی۔ مجھے نیوکلیئر فیوژن پروجیکٹس پسند ہیں جو پلازما نہ رکھنے کا ارادہ رکھتے ہیں۔ وہ منصوبے نبض والی طاقت کا استعمال کرتے ہیں۔ وہ مختصر طور پر (سیکنڈ کے چھوٹے چھوٹے حصے) فیوژن حالات پیدا کرتے ہیں اور بڑی مقدار میں طاقت حاصل کرنے اور ٹربائن استعمال کیے بغیر بجلی نکالنے کی کوشش کرتے ہیں۔ ٹربائن کے استعمال کا مطلب ہے فیوژن کو برقرار رکھنا جیسے نیوکلیئر فِشن پلانٹس جو اب کوئلے کے پلانٹس کی طرح کام کرتے ہیں۔ ٹربائنیں بڑی مقدار میں پائیدار گرمی کے ساتھ کام کرتی ہیں۔ سوچیں کہ کوئلے کی بڑی آگ لگی ہوئی ہے۔
ایل پی پی فیوژن ایک چھوٹی کمپنی ہے جو جدید نیوکلیئر فیوژن تک پہنچنے کی کوشش کر رہی ہے جس کے پاس صرف چند ملین ڈالر کی فنڈنگ ہے۔ تاہم، پاور آؤٹ کے فیصد میں پاور کا فیصد وہ بڑے JET (جوائنٹ یورپی ٹورس) کے بہت قریب ہیں۔ ایل پی پی فیوژن، ہیلیون انرجی، ایچ بی 11 فیوژن، ٹی اے ای پلسڈ فیوژن کی شکلیں تلاش کرنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ اس مضمون میں سب سے اوپر کی تصویر دیکھیں۔ ایل پی پی فیوژن پلان کی جھلکیاں ذیل میں ہیں۔
میں اعلی درجے کے فیوژن ری ایکشنز کے لیے جانے والے پروجیکٹس کو بھی ترجیح دیتا ہوں۔ 1 ملین ڈگری کے بجائے 100 بلین ڈگری۔
یہ میرا نیوکلیئر فیوژن پروجیکٹ ٹریکنگ اسپریڈشیٹ امیج ہے۔
ایل پی پی فیوژن کی کچھ سلائیڈیں یہ ہیں۔
برائن وانگ ایک فیوچرسٹ تھیٹ لیڈر اور ایک مشہور سائنس بلاگر ہے جس میں ہر ماہ 1 لاکھ قارئین ہیں۔ اس کا بلاگ Nextbigfuture.com نمبر 1 سائنس نیوز بلاگ کی درجہ بندی ہے۔ اس میں خلل ، روبوٹکس ، مصنوعی ذہانت ، طب ، اینٹی ایجنگ بائیوٹیکنالوجی ، اور نینو ٹیکنالوجی سمیت بہت سی خلل ڈالنے والی ٹیکنالوجی اور رجحانات شامل ہیں۔
جدید ٹیکنالوجیز کی شناخت کے لیے جانا جاتا ہے ، وہ فی الوقت ابتدائی مرحلے کی کمپنیوں کے لیے اسٹارٹ اپ اور فنڈ ریزر کے شریک بانی ہیں۔ وہ گہری ٹیکنالوجی کی سرمایہ کاری کے لیے مختص تحقیق کے سربراہ اور خلائی فرشتے میں ایک فرشتہ سرمایہ کار ہیں۔
کارپوریشنوں میں بار بار اسپیکر ، وہ ٹی ای ڈی ایکس اسپیکر ، سنگولریٹی یونیورسٹی اسپیکر اور ریڈیو اور پوڈ کاسٹ کے متعدد انٹرویوز میں مہمان رہے ہیں۔ وہ عوامی تقریر اور مشاورت کے لیے کھلا ہے۔
