चीनमध्ये स्थित आणि “कृत्रिम सूर्य” म्हणून प्रसिद्ध असलेल्या प्रायोगिक प्रगत सुपरकंडक्टिंग टोकामाक (EAST) येथील शास्त्रज्ञांनी जागतिक प्लाझ्मा भौतिकशास्त्रासाठी अभूतपूर्व तांत्रिक प्रगती जाहीर केली आहे. संशोधन कार्यसंघ प्रायोगिकपणे घनता-मुक्त प्रणालीमध्ये प्रवेश करण्यास सक्षम होता, ज्यामुळे अणुभट्टी पारंपारिक सैद्धांतिक मर्यादा ओलांडलेल्या स्तरांवरही स्थिरपणे कार्य करू शकते. या यशामुळे न्यूक्लियर फ्यूजनच्या व्यावसायिक व्यवहार्यतेतील सर्वात मोठी अडचण दूर होते, जी उच्च दाब आणि घनतेखाली प्लाझमाची अस्थिरता आहे.
चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या इन्स्टिट्यूट ऑफ प्लाझ्मा फिजिक्समध्ये नाविन्यपूर्ण इंधन आणि हीटिंग कंट्रोल पद्धती वापरून ऑपरेशन यशस्वीरित्या पार पडले. ही स्थिरता प्राप्त करून, संशोधकांनी हे दाखवून दिले की, टोकामाक्सला ऐतिहासिकदृष्ट्या पंगू करणाऱ्या अचानक व्यत्ययांचा त्रास न होता चुंबकीय बंदिवासाची अखंडता राखणे शक्य आहे. गोळा केलेला डेटा सूचित करतो की पुढील पिढीच्या फ्यूजन इग्निशनचा मार्ग आता अधिक स्पष्ट आणि तांत्रिकदृष्ट्या स्केलेबल आहे.
- प्रयोगात सुरुवातीच्या टप्प्यात इलेक्ट्रॉन सायक्लोट्रॉन रेझोनान्स हीटिंगचा वापर करण्यात आला.
- तंत्रामुळे अणुभट्टीच्या भिंतींवर अशुद्धता जमा होण्यात तीव्र घट झाली.
- सक्रिय ताऱ्यांच्या कोरांचे अनुकरण करणाऱ्या तापमानावर प्लाझ्मा स्थिर राहिला.
- प्लाझ्मा-वॉल परस्परसंवाद ऑप्टिमाइझ करून ऊर्जा नुकसान कमी केले गेले.
इग्निशनच्या शोधात घनतेच्या मर्यादेवर मात करणे
आण्विक संलयन अणुभट्ट्यांमागील भौतिकशास्त्र असे सांगते की व्युत्पन्न केलेली थर्मोन्यूक्लियर उर्जा वापरलेल्या इंधनाच्या घनतेच्या वर्गाच्या प्रमाणात असते. तथापि, अनेक दशकांपासून, या उपकरणांचे कार्य एका प्रायोगिक अडथळ्यामुळे मर्यादित होते, जे ओलांडल्यास, नियंत्रण प्रणाली कोलमडते. नवीन ईस्ट निकालांसह, चीनने सिद्ध केले की प्लाझ्मा डिस्चार्ज स्टार्टअप टप्प्यांच्या अचूक व्यवस्थापनाद्वारे हा अडथळा दूर केला जाऊ शकतो.
हुआझोंग युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्सशी जोडलेले प्रोफेसर झू पिंग यांनी ठळकपणे सांगितले की निष्कर्ष औद्योगिक वापरासाठी फ्यूजन डिव्हाइसेस कसे स्केल करावे याबद्दल नवीन समज देतात. उच्च-फ्रिक्वेंसी हीटिंगसह एकाच वेळी इंधन वायूचा प्रारंभिक दाब नियंत्रित करून, कार्यसंघ अस्थिरतेपासून प्लाझ्मा “ढाल” करण्यात सक्षम झाला. ही पद्धत टोकामॅकच्या भौतिक संरचनेशी किंवा आण्विक अभिक्रियाच्या सातत्यांशी तडजोड न करता इंधन अत्यंत उच्च घनतेपर्यंत पोहोचते याची खात्री करते.
प्रगत सुपरकंडक्टिंग रिॲक्टरमध्ये अत्याधुनिक तंत्रज्ञान
EAST ची पायाभूत सुविधा पूर्णपणे सुपरकंडक्टिंग तंत्रज्ञानावर आधारित आहे, जी ती जगभरातील इतर संशोधन मॉडेल्सपेक्षा वेगळी आहे. हे कॉन्फिगरेशन अणुभट्टीला दीर्घकाळापर्यंत तीव्र चुंबकीय क्षेत्र टिकवून ठेवण्यास अनुमती देते, दीर्घ-कालावधीच्या प्लाझ्मा नियमांच्या चाचणीसाठी आवश्यक आहे. या विशिष्ट वातावरणातील घनता-मुक्त शासनाचे सत्यापन पुष्टी करते की प्लाझ्मा भौतिकशास्त्र सिद्धांत मोठ्या आणि अधिक शक्तिशाली स्केलवर लागू केले जाऊ शकतात.
2026 च्या सुरुवातीच्या काळात केलेल्या प्रयोगांमध्ये अणुभट्टीच्या अंतर्गत पृष्ठभागांना अनुकूल बनविण्यावर लक्ष केंद्रित केले गेले ज्यामुळे अवांछित कण अचानक प्लाझ्मा थंड होऊ नयेत. रेडिएशनचे नुकसान कमी करून आणि थर्मल बॅलन्स सुधारून, शास्त्रज्ञ गणितीय अचूकतेसह स्टार्टअप टप्प्याच्या शेवटी घनता वाढवू शकले. याचा परिणाम अशी प्रणाली आहे जी केवळ अधिक संभाव्य उर्जा निर्माण करत नाही, परंतु उपकरणाच्या घटकांसाठी नियंत्रित आणि सुरक्षित मार्गाने करते.
सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी डेली, चीनचे प्रमुख विज्ञान वृत्तपत्र, गुरुवारी 2025 मधील देशातील टॉप 10 विज्ञान-तंत्रज्ञानाच्या बातम्यांचे अनावरण केले, ज्यात मोठे मॉडेल डीपसीक, एक्सपेरिमेंटल ॲडव्हान्स्ड सुपरकंडक्टिंग टोकमाक (EAST), आणि सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कॉम्प्युटिंग…pic.twitter.com/684FcDKBHR
— चायना सायन्स (@ChinaScience)26 डिसेंबर 2025
चिनी कृत्रिम सूर्याची ऐतिहासिक उत्क्रांती आणि नोंदी
हा नवीन तांत्रिक मैलाचा दगड एकाकीपणाने घडत नाही, अलिकडच्या वर्षांत EAST प्रकल्पानेच स्थापित केलेल्या जागतिक विक्रमांच्या मालिकेपूर्वीचा. 2023 मध्ये, अणुभट्टीने प्लाझ्माला 403 सेकंदांसाठी उच्च बंदिवासात ठेवून आधीच आंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक समुदायाचे लक्ष वेधून घेतले होते. अगदी अलीकडे, उपकरणाने स्थिर अवस्थेत 1,066 सेकंदांचा ऐतिहासिक अंक गाठला, आण्विक संलयनाच्या कालावधीच्या चाचण्यांमध्ये जागतिक नेता म्हणून स्वतःला बळकट केले.
“कृत्रिम सूर्य” विकसित करण्याच्या चीनच्या चिकाटीचे उद्दिष्ट एक उर्जा स्त्रोत तयार करणे आहे जे अक्षरशः अक्षय आणि कार्बन उत्सर्जन मुक्त आहे. ड्युटेरियम-ट्रिटियम फ्यूजन कार्यक्षम होण्यासाठी, प्लाझमाला अंदाजे 150 दशलक्ष अंश सेल्सिअस तापमानात गरम करणे आवश्यक आहे. EAST मधील सध्याच्या चाचण्या मानवतेला या वास्तविकतेच्या जवळ आणतात, जे व्यावसायिक प्लांट तयार करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या मॉडेलचे प्रमाणीकरण करतात जे संपूर्ण शहरांना कमीतकमी इंधनासह उर्जा देऊ शकतात.
नवीन प्लाझ्मा ऑपरेशन आणि सुरक्षा योजना
नवीन उच्च-घनता ऑपरेटिंग योजनेची अंमलबजावणी विशेषतः तथाकथित विघटनकारी अस्थिरता दूर करण्यावर केंद्रित आहे जी पारंपारिक टोकामाकांना त्रास देतात. जेव्हा प्लाझ्मा दाब चुंबकीय क्षेत्राच्या क्षमतेपेक्षा जास्त असतो तेव्हा हे व्यत्यय उद्भवतात, परिणामी डिस्चार्ज अणुभट्टीच्या अंतर्गत भिंतींना हानी पोहोचवू शकतात. चिनी दृष्टीकोन अत्यंत घनतेच्या तणावाखालीही प्लाझ्मा स्थिर राहील अशी परिस्थिती निर्माण करून हा धोका तटस्थ करतो.
- रिअल-टाइम मॉनिटरिंगमुळे इंधन वायूच्या प्रवाहात त्वरित समायोजन करण्याची परवानगी मिळते.
- स्वयंचलित सुरक्षा प्रणालींनी स्पाइक्स दरम्यान सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेटची अखंडता सुनिश्चित केली.
- प्रयोगोत्तर डेटा विश्लेषणाने उच्च-घनता डिस्चार्जनंतर संरचनात्मक नुकसान नसल्याची पुष्टी केली.
- प्रणालीच्या थर्मल कार्यक्षमतेमध्ये 2025 ऑपरेटिंग पद्धतींच्या तुलनेत 20% सुधारणा दिसून आली.
ऊर्जा क्षेत्रासाठी आण्विक संलयनाची जागतिक प्रासंगिकता
पूर्वेकडील घनता-मुक्त शासनाच्या यशाचे परिणाम चीनच्या सीमा ओलांडून, फ्रान्समधील ITER सारख्या आंतरराष्ट्रीय प्रकल्पांवर प्रभाव टाकणारे आहेत. उच्च घनतेवर काम करण्याची क्षमता म्हणजे भविष्यातील अणुभट्ट्या लहान आणि अधिक शक्तिशाली असू शकतात, ज्यामुळे बांधकाम आणि देखभाल खर्च कमी होईल. जागतिक ऊर्जा संक्रमण परिस्थितीत, जीवाश्म इंधन आणि अगदी पारंपारिक विखंडन बदलण्यासाठी अणु संलयन निश्चित पर्याय म्हणून उदयास आले आहे.
आंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक समुदाय चिनी प्रगतीचे बारकाईने पालन करत आहे, कारण प्लाझ्मा स्थिरता हा प्रज्वलनासाठी सर्वात मोठा तांत्रिक अडथळा आहे. घनतेच्या मर्यादेवर कोलमडून न पडता मात करता येते या प्रात्यक्षिकामुळे, संशोधनाचा फोकस आता कार्यक्षमतेने उष्णता काढण्यावर आणि तिचे विजेमध्ये रूपांतर करण्याकडे वळला आहे. न्यूक्लियर फ्यूजन आंतरिक सुरक्षेचे आश्वासन देते, कारण सध्याच्या अणुभट्ट्यांप्रमाणे गाभा वितळण्याचा किंवा दीर्घकाळ टिकणारा किरणोत्सर्गी कचरा निर्माण होण्याचा कोणताही धोका नाही.
फ्यूजन ऊर्जा सक्षम करण्याच्या दिशेने पुढील पावले
चीनी अणुभट्टीतून मिळालेला डेटा हा अभियांत्रिकी नवीन उपकरणांसाठी आधार म्हणून काम करतो जे या प्रतिक्रिया काही सेकंदांऐवजी महिने किंवा वर्षे टिकवून ठेवण्याचा प्रयत्न करतात. चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या संशोधकांचे अल्पकालीन उद्दिष्ट म्हणजे घनता नियंत्रण सतत थर्मल एनर्जी एक्स्ट्रॅक्शन सिस्टमसह एकत्रित करणे. सैद्धांतिक भौतिकशास्त्र आणि उपयोजित अभियांत्रिकी यांच्यातील हा समतोल पृथ्वीवरील तारकीय ऊर्जेच्या शर्यतीचा सध्याचा टप्पा परिभाषित करतो.
अंतराळ संशोधनालाही या प्रगतीचा थेट फायदा मिळू शकेल, फ्यूजन प्रोपल्शन इंजिने कमी वेळेत आंतरग्रहीय प्रवासाला परवानगी देतात. गंभीर घनतेवर प्लाझ्मा स्थिरतेवर प्रभुत्व मिळवून, मानवता वर्तमान उर्जा मर्यादांच्या पलीकडे एक निर्णायक पाऊल उचलते. या शतकाच्या मध्यापर्यंत व्यावसायिक वास्तव बनण्यासाठी फ्यूजन इग्निशनसाठी आवश्यक पॅरामीटर्स परिष्कृत करून, EAST प्रकल्प महत्त्वपूर्ण चाचणी प्रयोगशाळा म्हणून कार्यरत राहील.
प्लाझ्मा-वॉल परस्परसंवादाबद्दल तांत्रिक तपशील
सुपरहिटेड प्लाझ्मा आणि टोकमाकच्या भौतिक पृष्ठभागांमधील इंटरफेस व्यवस्थापित करण्यासाठी तांत्रिक टीमने सर्वात जास्त साजरा केलेला एक मुद्दा होता. अणुभट्टी बनवणाऱ्या धातू किंवा इतर पदार्थांद्वारे इंधन दूषित होण्यापासून रोखण्यासाठी प्लाझ्मा-भिंतीच्या परस्परसंवादावर नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे. 2026 च्या चाचणी दरम्यान, प्रगत कोटिंग्ज आणि रेडिओफ्रिक्वेंसी क्लिनिंग तंत्रांचा वापर घनता-मुक्त शासनाची शुद्धता राखण्यासाठी आदर्श उपाय असल्याचे सिद्ध झाले.
या घट्ट नियंत्रणामुळे प्लाझ्माला सैद्धांतिक प्रज्वलन अवस्थेत अधिक सहजतेने आणि अंदाजानुसार पोहोचता आले. अशुद्धता जमा झाल्याशिवाय, उर्जा निरुपयोगी किरणोत्सर्गाच्या स्वरूपात नष्ट होत नाही, संलयन टिकवून ठेवण्यासाठी प्रतिक्रिया कोरमध्ये केंद्रित राहते. एकाधिक डिस्चार्जमध्ये या परिणामांची सातत्य भविष्यातील इलेक्ट्रिकल क्षेत्रातील मोठ्या प्रमाणातील अनुप्रयोगांसाठी नवीन चीनी पद्धतीची विश्वासार्हता मजबूत करते.
पुढील पिढीतील प्लाझ्मा ज्वलन संशोधनावर परिणाम
घनता-मुक्त शासनाच्या भौतिक संकल्पनेचे प्रमाणीकरण ज्वलन प्लाझमाच्या तपशीलवार अभ्यासाचे दरवाजे उघडते, जेथे फ्यूजन प्रतिक्रिया स्वतःच राखण्यासाठी पुरेशी उष्णता निर्माण करते. तोपर्यंत, आवश्यक तापमान राखण्यासाठी बहुतेक प्रयोग केवळ बाह्य हीटिंगवर अवलंबून होते. अधिक आणि स्थिर घनतेसह, सेल्फ-हीटिंग इंद्रियगोचर प्रयोगशाळेत निरीक्षण करणे आणि हाताळणे सोपे होते.
प्रोफेसर झू पिंग यांच्या टीमने आता फ्यूजन सुरक्षा मानकांच्या विकासाला गती देण्यासाठी जागतिक भागीदारांसह काही डेटा शेअर करण्याची योजना आखली आहे. उच्च घनतेमध्ये व्यत्यय कसा टाळावा याबद्दलचे ज्ञान अत्यंत मौल्यवान बौद्धिक संपदा मानले जाते, परंतु जागतिक विज्ञानाच्या प्रगतीसाठी आवश्यक आहे. भविष्यातील पिढ्यांसाठी ऊर्जा टिकाऊपणा सुनिश्चित करण्यासाठी आधुनिक इतिहासातील सर्वात महत्वाचे वैज्ञानिक साधन म्हणून चीनचा कृत्रिम सूर्य त्याच्या स्थानाची पुष्टी करतो.
