दो अलग अलग टीमों ने अति शक्तिशाली चुम्बकें बनाई हैं जिनसे न्यूक्लियर फ्यूजन को ऊर्जा के एक स्रोत के रूप में विकसित करने की दिशा में एक कदम और आगे बढ़ाया जा सकेगा.
तस्वीर: AFP/C. Simon
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दुनिया के अलग अलग कोनों में काम कर रही ये टीमें ऊर्जा के एक ऐसे स्रोत पर काबू पाने की कोशिश कर रही हैं जिसकी जलवायु परिवर्तन के खिलाफ लड़ाई में काफी महत्वपूर्ण भूमिका है. नौ सितंबर को दक्षिणी फ्रांस स्थित अंतरराष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर एक्सपेरिमेंटल रिऐक्टर (आईटीईआर) के वैज्ञानिकों को एक बेहद शक्तिशाली चुंबक का पहला हिस्सा प्राप्त हुआ.
चुंबक इतनी शक्तिशाली है कि उसे बनाने वाली अमेरिकी कंपनी का दावा है कि वो एक विमानवाहक जहाज तक को उठा सकती है. जब इसके सभी हिस्सों को जोड़ दिया जाएगा तब यह लगभग 60 फुट लंबी होगी और इसका 14 फुट का व्यास होगा. यह चुंबक न्यूक्लियर फ्यूजन पर पूरी तरह से निपुणता हासिल करने के 35 देशों की कोशिशों का एक बेहद जरूरी हिस्सा है.
फिशन बनाम फ्यूजन
इसके अलावा एक और निजी कंपनी ने मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के साथ इसी सप्ताह घोषणा की कि उन्होंने दुनिया की सबसे मजबूत ऊंचे तापमान वाली सुपरकंडक्टिंग चुंबक का सफलतापूर्वक परीक्षण कर लिया है. इस चुंबक की मदद से यह टीम "धरती पर सूर्य" बनाने की रेस में आईटीईआर को पीछे छोड़ देगी.
दक्षिणी फ्रांस में आईटीईआर के निर्माण स्थल पर बना असेंबली हॉलतस्वीर: picture-alliance/AP Images/. Paris
मौजूदा फिशन रिऐक्टर रेडियोऐक्टिव कचरे का भी उत्पादन करते हैं और कभी कभी तो उनकी वजह से विनाशकारी दुर्घटनाएं हो जाती हैं. इसके विपरीत फ्यूजन की वकालत करने वाले कहते हैं कि उससे बिजली की स्वच्छ और असीमित आपूर्ति मिल सकती है. हां, इसके लिए पहले इसे नियंत्रण में लाना जरूरी है. वैज्ञानिक और इंजीनियर लगभग पिछले 100 सालों से इस समस्या पर काम कर रहे हैं.
अणुओं के विभाजन की जगह फ्यूजन में एक ऐसी प्रक्रिया की नकल करने की कोशिश की जाती है जो सितारों के अंदर प्राकृतिक रूप से होती है. इसमें हाइड्रोजन के दो अणुओं को मिला कर हीलियम का एक अणु बनाया जाता है. ऐसा करने पर बड़ी मात्रा में ऊर्जा भी उत्पन्न होती है.
लेकिन फ्यूजन को हासिल करने के लिए अकल्पनीय मात्रा में गर्मी और दबाव चाहिए होता है. इसे हासिल करने का एक तरीका तो यह है कि हाइड्रोजन को बिजली से चार्ज की हुई एक गैस या प्लाज्मा में बदल दिया जाए जिसे उसके बाद डोनट के आकार के एक वैक्यूम चेंबर में नियंत्रित कर लिया जाए.
2026 में शुरुआत का लक्ष्य
ऐसा करने के लिए शक्तिशाली सुपरकंडक्टिंग चुंबकों की जरूरत पड़ती है. ऐसी ही एक चुंबक 'सेंट्रल सोलेनॉयड' को जनरल एटॉमिक्स कंपनी ने इसी साल गर्मियों के दौरान अमेरिका के सान डिएगो से फ्रांस भेजना शुरू किया. वैज्ञानिकों का कहना है कि आईटीईआर अब 75 प्रतिशत पूरा हो चुका है और रिऐक्टर को 2026 की शुरुआत तक चालू कर देना का लक्ष्य रखा गया है.
मैगनेटों को जिस वैक्यूम चेंबर में रखा जाएगा उसका निचला सिलिंडरतस्वीर: Clement Mahoudeau/AFP/Getty Images
आईटीईआर की प्रवक्ता लबान कोब्लेंट्ज ने बताया, "हर अहम टुकड़े के पूरा होने के साथ हमारा यह विश्वास बढ़ता जाता है कि हम पूरी मशीन की पेचीदा इंजीनियरिंग को पूरा बना सकते हैं." अंतिम लक्ष्य है प्लाज्मा को गर्म करने के लिए जितनी ऊर्जा चाहिए उससे 10 गुना ज्यादा ऊर्जा 2035 तक बना लेना. इससे साबित हो जाएगा कि फ्यूजन तकनीक व्यवहार्य है.
इस रेस में मैसाचुसेट्स की टीम इस टीम को हरा देनी की उम्मीद कर रही है. उसका कहना है कि वो आईटीआर के चुंबकीय क्षेत्र से दोगुना ज्यादा बड़ा क्षेत्र बना चुकी है और ऐसा उसने एक ऐसी चुंबक की मदद से किया है जो आईटीईआर की चुंबक से करीब 40 गुना कम छोटी है.
एमआईटी और कॉमनवेल्थ फ्यूजन सिस्टम्स के वैज्ञानिकों ने बताया कि संभव है 2030 के दशक की शुरुआत में ही वो एक ऐसा उपकरण बना लें जिसका रोजमर्रा में इस्तेमाल किया जा सके.
सीके/एए (एपी)
बिजली उत्पादन के विभिन्न तरीके
रोटी, कपड़ा और मकान की तरह ही बिजली भी लोगों की मूलभूत आवश्यकता बन चुकी है. घर रोशन करने से लेकर ट्रेन चलाने तक हर जगह बिजली की जरूरत होती है. एक नजर बिजली उत्पादन के तरीकों पर.
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कोल पावर प्लांट
कोल पावर प्लांट बिजली उत्पादन का परंपरागत तरीका है. इसमें कोयले की मदद से पानी गर्म किया जाता है. इससे बनी भाप के उच्च दाब से टरबाइन तेजी से घूमता है और बिजली का उत्पादन होता है.
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हाइड्रो इलेक्ट्रिसिटी पावर प्लांट
हाइड्रो इलेक्ट्रिसिटी पावर प्लांट ऐसी जगहों पर बनाए जाते हैं जहां तेजी से पानी का प्रवाह होता है. सबसे पहले बांध बना कर नदी के पानी को रोका जाता है. यह पानी तेजी से नीचे गिरता है. इसकी मदद से टरबाइन को घुमाया जाता है और बिजली उत्पादन होता है.
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सौर ऊर्जा
सौर ऊर्जा प्लांट की स्थापना उन क्षेत्रों में की जाती है जहां पूरे साल सूरज की रोशनी पहुंचती है. सूर्य की किरणों को बिजली में बदलने के लिए फोटोवोल्टिक सेलों का उपयोग होता है. इससे एक बैटरी जुड़ी होती है जिसमें बिजली जमा होती है. सोलर फोटोवोल्टिक सेल से पैदा होने वाली बिजली दिष्ट धारा (डायरेक्ट करंट) के रूप में होती है.
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पवन चक्की
पवन चक्की का इस्तेमाल उन क्षेत्रों में किया जाता है जहां हवा की गति तेज होती है. पवन चक्की लगाने के लिए एक टावर के ऊपर पंखे लगाए जाता है. यह पंखा हवा की वजह से घूमता है. पंखे के साथ शाफ्ट की मदद से एक जेनेरेटर जुड़ा होता है. जेनरेटर के घूमने से बिजली उत्पादन होता है.
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न्यूक्लियर पावर प्लांट
इस प्लांट में यूरेनियम-235 को ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जाता है. यूरेनियम के परमाणुओं को विखंडित करने के लिए एटॉमिक रिएक्टर का इस्तेमाल होता है. इससे पैदा होने वाली उष्मा से भाप बनाई जाती है. इसी भाप से टरबाईन को घुमाया जाता है जिससे बिजली का उत्पादन होता है. एक किलो यूरेनियम 235 से उत्पन्न ऊर्जा 2700 क्विंटल कोयले जलाने से पैदा हुई ऊर्जा के बराबर होती है.
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डीजल पावर प्लांट
डीजल पावर प्लांट की स्थापना उन जगहों पर की जाती है जहां कोयले और पानी की उपलब्धता पर्याप्त मात्रा में नहीं होती है. डीजल मोटर की मदद से जेनरेटर चलाया जाता है जो बिजली का उत्पादन करता है. यह एक तरह का वैकल्पिक साधन है. सिनेमा हॉल, घर, शादी-विवाह या किसी कार्यालय में आपात स्थिति में बिजली की आपूर्ति के लिए इसका इस्तेमाल होता है.
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नैचुरल गैस पावर प्लांट
नैचुरल गैस पावर प्लांट कोल थर्मल पावर प्लांट की तरह ही होता है. फर्क बस इतना है कि इसमें पानी को गर्म करने के लिए कोयले की जगह नैचुरल गैस का इस्तेमाल होता है. पानी गर्म होने के बाद भाप बनता है. उच्च दाब वाले भाप से टरबाइन घूमता है. और इससे बिजली उत्पादन होता है.
तस्वीर: picture-alliance/dpa
समुद्री लहर
समुद्र की लहरों से बिजली पैदा की जाती है. समुद्र किनारे दीवार या चट्टान में जेनरेटर और टरबाइन लगाया जाता है. (एक हौज बनाया जाता है जहां टरबाइन और जेनरेटर लगे होते हैं. लहरें जब हौज के भीतर आती है उसमें मौजूद पानी ऊपर उठता-गिरता है. इससे हौज के ऊपरी हिस्से में बनी जगह पर हवा तेजी से ऊपर-नीचे आती है.) लहरों के आने जाने पर टरबाइन दबाव से घूमता है और जेनरेटर चलने लगता है. बिजली पैदा होती है.
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समुद्री तरंग
इस तरीके में लोहे के बड़े-बड़े पाइपों को स्प्रिंग के माध्यम से एक साथ जोड़ा जाता है. ये समुद्र की सतह पर तैरते रहते हैं. इनका आकार रेलगाड़ी के पांच डिब्बों के बराबर होता है. इनके अंदर मोटर तथा जेनरेटर लगे होते हैं. तरंगों की वजह से पाइप जब ऊपर नीचे होते हैं तो अंदर मौजूद मोटर चलने लगती है. मोटर से जेनेरेटर चलता है और बिजली उतपन्न होती है.
तस्वीर: picture-alliance/dpa
बायोमास से बिजली निर्माण
खेती, पशुपालन, उद्योग या वन क्षेत्र के उपयोग में काफी मात्रा में बायोमास सामग्री इकट्ठा होती है. कोल थर्मल पावर प्लांट की तरह ही इसका भी प्लांट होता है. फर्क ये है कि यहां कोयले की जगह बायोमास को जलाया जाता है और पानी को गर्म किया जाता है. पानी गर्म से होने से जो भाप बनती है उससे टरबाइन घूमता है और बिजली उत्पादन होता है.
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जियो थर्मल पावर प्लांट
जैसे-जैसे पृथ्वी की गहराई में जाते हैं, धरती गर्म होती जाती है. एक स्थान वह भी आता है जहां गर्मी की वजह से सारे पदार्थ पिघल जाते हैं जिसे लावा कहते हैं. धरती के अंदर मौजूद इसी ताप के इस्तेमाल से बिजली बनाई जाती है. इसके लिए जमीन में कुएं खोदे जाते हैं. अंदर के गर्म पानी और उसकी भाप का अलग-अलग तरह से इस्तेमाल कर टरबाइन घुमाया जाता है और बिजली बनाई जाती है.