ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ രംഗത്ത് പുതിയ മുന്നേറ്റം: ശുദ്ധ ഊര്‍ജ്ജത്തിന് പുത്തൻ പ്രത്യാശയോ?

Read Time:11 Minute

സുരേഷ് കോടൂർ

Former Scientist at Bhabha Atomic Research Center

—

അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ നടത്തിയ വലിയൊരു മുന്നേറ്റത്തിന്റെ ആവേശകരമായ കഥകൾ കഴിഞ്ഞ ഏതാനും ദിവസങ്ങളായി മാധ്യമങ്ങളിൽ നിറയുന്നുണ്ട്. സൂര്യനിലും നക്ഷത്രങ്ങളിലും അളവറ്റ ഊർജം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ‘ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ’ എന്ന പ്രക്രിയ ഉപയോഗിച്ച് ഭൂമിയിൽ വൻ തോതിൽ ഊർജം ഉത്പാദിപ്പിക്കാനുള്ള വഴി തേടുകയാണ് കഴിഞ്ഞ ആറോ ഏഴോ ദശകങ്ങളായി ശാസ്ത്രജ്ഞർ. തങ്ങളുടെ ലബോറട്ടറിയിൽ വിജയകരമായി ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ വഴി ഊർജം ഉത്പാദിച്ച വാർത്തയാണ് കാലിഫോർണിയയിലെ ലോറൻസ് ലിവർമൂർ നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന നാഷണൽ ഇഗ്നിഷൻ ഫസിലിറ്റിയിലെ ഗവേഷകർ ഇപ്പോൾ പുറത്ത് വിട്ടിരിക്കുന്നത്. കാർബൺ പുറംതള്ളലോ ആണവ റേഡിയേഷനോ മറ്റ് പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണമോ ഉണ്ടാക്കാത്ത ‘ശുദ്ധഊർജ’ത്തിനായുള്ള (Clean Energy) അന്വേഷണശ്രമങ്ങളിൽ വലിയൊരു വിപ്ലവവും കുതിപ്പുമാണ് ഈ പരീക്ഷണവിജയം എന്നതിൽ സംശയമേതുമില്ല. ലോകത്തിനു മുഴുവൻ അത് ഊർജരംഗത്ത്‌ പുത്തൻ പ്രത്യാശയാണ് നൽകുന്നത്.

ശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഈ മുന്നേറ്റം മാനവരാശിക്ക് അളവറ്റ ഊർജത്തിന്റെ പുതിയൊരു സ്രോതസ്സും അതുവഴി വികസനത്തിന്റെ അനന്ത സാദ്ധ്യതകളുമാണ് സമ്മാനിക്കുക. ശാസ്ത്രമാണ് മാനവരാശിയുടെ മുന്നേറ്റത്തിനുള്ള വഴി എന്ന് ഈ വിജയവും ഒരിക്കൽക്കൂടി നമ്മെ ഓർമിപ്പിക്കുന്നു.

***ലോറൻസ് ലിവർമൂർ നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിൽ*** പ്രവർത്തിക്കുന്ന നാഷണൽ ഇഗ്നിഷൻ ഫസിലിറ്റി പ്രി ആംപ്ലിഫെയറുകൾ

ഇനിയും കടമ്പകളേറെ

പുതിയ ഗവേഷണഫലം ഏറെ ആവേശകരവും പ്രത്യാശനൽകുന്നതും ആണെങ്കിലും ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് വ്യാവസായികാടിസ്ഥാനത്തിൽ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതനിലയങ്ങളും മറ്റ് ഉപകരണങ്ങളും ഒക്കെ യാഥാര്‍ത്ഥ്യമാവാൻ ഇനിയും ഏറെ കടമ്പകൾ കടക്കേണ്ടതുണ്ട്. അതിന് ഒരു പക്ഷെ ഇനിയും മൂന്നോ നാലോ ദശകങ്ങൾ തന്നെ എടുത്തേക്കാം. അതിലേക്കുള്ള ചെറിയൊരു ചുവടുവെപ്പ്‌ മാത്രമാണ് ഇഗ്നിഷൻ ഫസിലിറ്റിയിലെ വിജയകരമായ പുതിയ പരീക്ഷണം. അതായത് ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ചരമക്കുറിപ്പ് എഴുതാൻ ഇനിയും സമയമായിട്ടില്ല എന്നർത്ഥം. ഇതിനുമുൻപും ഇത്തരം പരീക്ഷണങ്ങൾ തുടക്കത്തിൽ പ്രതീക്ഷകൾ നല്‍കിയിരുന്നെങ്കിലും അതെല്ലാം പരീക്ഷണനാളികളിൽ ഒതുങ്ങിയതല്ലാതെ പ്രായോഗിക വിജയത്തിലേക്ക് എത്തിയിരുന്നില്ല. ഇന്ത്യയില്‍ തന്നെ ഡോ.പി.കെ.അയ്യങ്കാരുടെ നേതൃത്വത്തിൽ ഭാഭാ അണുശക്തി ഗവേഷണ കേന്ദ്രത്തിൽ നടന്ന ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ (Cold Fusion) പരീക്ഷണം വിജയകരമായിരുന്നുവെന്ന് അക്കാലത്ത് അവകാശവാദം ഉന്നയിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. എന്നാൽ ആ ആഹ്ലാദത്തിന് ഏതാനും ദിവസത്തെ ആയുസ്സേ ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളു. പരീക്ഷണഫലങ്ങളെ വിലയിരുത്തിയതിൽ വന്ന പിശകാണ് പരീക്ഷണം വിജയകരമായിരുന്നു എന്ന തെറ്റായ നിഗമനത്തിലേക്ക് ഗവേഷകരെ നയിച്ചത് എന്ന് താമസിയാതെ വെളിവാക്കപ്പെട്ടു. ഇത്തവണത്തെ പരീക്ഷണവിജയം പക്ഷെ നിരാശ നൽകില്ല എന്നുതന്നെ നമുക്ക് പ്രതീക്ഷിക്കാം.

രണ്ട് അണുകേന്ദ്രങ്ങളെ യോജിപ്പിച്ച് ഒന്നാക്കുന്ന (fusion) പ്രക്രിയയാണ് ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ. ഹൈഡ്രജന്‍റെ ***ഐസോടോപ്പുകളാണ് (Deuterium, Tritium)*** ഇതിനുവേണ്ടി ഉപയോഗിക്കുന്നത്

ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ പ്രക്രിയയും അതുവഴി ഊർജം ഉത്പാദിപ്പിക്കാമെന്ന അറിവും പുതിയതല്ല. അണുബോംബ്‌ തന്നെ അതിന്റെ ഏറ്റവും പരിചിതമായ ഉദാഹരണം. സൂര്യനിലും നക്ഷത്രങ്ങളിലും ഊർജം ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത് ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ പ്രക്രിയയിലൂടെയാണ് എന്ന് ഇന്ന് നമുക്കറിയാം. രണ്ട് അണുകേന്ദ്രങ്ങളെ യോജിപ്പിച്ച് ഒന്നാക്കുന്ന (fusion) പ്രക്രിയയാണ് ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ. ഇങ്ങനെ രണ്ട് അണു കേന്ദ്രങ്ങൾ ചേർന്ന് ഒന്നാവുമ്പോൾ വൻ തോതിൽ ഊർജവും ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ഹൈഡ്രജന്റെ ഐസോടോപ്പുകളാണ് (Deuterium, Tritium) ഇതിനുവേണ്ടി ഉപയോഗിക്കുന്നത് എന്നതിനാൽ ‘ഇന്ധനവില’ വളരെ തുച്ഛമായിരിക്കും. പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണമുണ്ടാവുകയുമില്ല. ഇതാണ് ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷനെ ഊർജസ്രോതസ്സെന്ന നിലയിൽ ഏറ്റവും ആകർഷകമാക്കുന്നത് (അണുബോംബിൽ യുറേനിയം, പ്ലൂട്ടോണിയം തുടങ്ങിയ മാരകമായ റേഡിയേഷൻ വികിരണങ്ങൾ നിർഗമിപ്പിക്കുന്ന മൂലകങ്ങളാണ് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്)

ഇങ്ങനെ ആറ്റങ്ങളെ പരസ്പരം സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിന് അവയെ ആദ്യം വളരെ അടുത്ത് കൊണ്ടുവരണമല്ലൊ. ഇങ്ങിനെ ആറ്റങ്ങളെ പരസ്പരം അടുപ്പിക്കാൻ പുറമേ നിന്ന് ആറ്റങ്ങളിൽ ഉയര്‍ന്ന അളവിൽ ബലം പ്രയോഗിക്കണം. അതായത് വലിയ അളവിൽ ഊർജം ഉപയോഗിച്ച് ആദ്യം ആറ്റങ്ങളെ അടുപ്പിച്ച് ഫ്യൂഷൻ നടത്തിയാലേ അത് പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജം ലഭിക്കുകയുള്ളൂ. ഇങ്ങനെ ഫ്യൂഷൻ നടത്താൻ വേണ്ടി ചെലവിടേണ്ടിവരുന്ന ഊർജം അത് പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജത്തേക്കാൾ കൂടുതൽ ആണെങ്കിൽ പിന്നെ അതുകൊണ്ട് ഗുണമില്ലല്ലൊ. ഇതുവരെ നടത്തിയിട്ടുള്ള മിക്ക ഫ്യൂഷൻ പരീക്ഷണങ്ങളുടെയും ന്യൂനത അതായിരുന്നു. അതായത് കിട്ടുന്ന ഊർജത്തെക്കാൾ കൂടുതൽ അങ്ങോട്ട്‌ കൊടുക്കണം എന്ന അവസ്ഥ. ഫ്യൂഷൻ നടത്താൻ വേണ്ട ഊർജത്തേക്കാള്‍ കൂടുതൽ ഊർജം ഫ്യൂഷൻ വഴി ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെട്ടാൽ മാത്രമേ മൊത്തത്തിൽ ഊര്‍ജനേട്ടം (net energy gain) ഉണ്ടെന്ന് പറയാൻ കഴിയൂ.

ഇപ്പോൾ പുറത്ത് വിട്ടിട്ടുള്ള പരീക്ഷണഫലത്തെ ആകർഷകമാക്കുന്നത് അത് ഈ ‘ഊര്‍ജനേട്ടം’ (net energy gain) കാണിച്ചു എന്നതാണ്.

ലേസർ രശ്മികൾ ചെറിയൊരു സിലിണ്ടറിലുള്ള സ്വർണത്തകിടിൽ പതിപ്പിച്ച് എക്സ്-റേ രശ്മികൾ പുറപ്പെടുവിച്ച് അതുവഴി ഉന്നതമായ താപനിലയിലേക്ക് ഉയർത്തി വൻ സ്ഫോടനത്തിലൂടെ സിലിണ്ടറിനുള്ളിൽ വെച്ചിട്ടുള്ള ഡ്യട്ടൂറിയം – ട്രിറ്റിയം ആറ്റങ്ങളെ സംയോജിപ്പിക്കുകയാണ് പരീക്ഷണത്തിൽ ചെയ്തത്. ഇതിനു വേണ്ടിവന്ന ലേസര്‍രശ്മികളുടെ ഊർജം 2.05MJയും (മെഗാജൂൾ) ഫ്യൂഷൻ വഴി ഉത്പാദിപ്പിച്ച ഊർജത്തിന്റെ അളവ് 3.15MJ യും ആയിരുന്നു. അതായത് ഏതാണ്ട് അമ്പത് ശതമാനത്തിലധികം കൂടുതൽ ഊർജം ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെട്ടു എന്നര്‍ത്ഥം. പുതിയ പരീക്ഷണത്തിൽ രേഖപ്പെടുത്തപ്പെട്ട ഈ പോസിറ്റീവ് ‘ഊർജനേട്ട’മാണ് അതിനെ ഇത്രയും കൂടുതൽ ശ്രദ്ധാകേന്ദ്രമാക്കുന്നതും സുപ്രധാനമായ ഒരു ശാസ്ത്രനേട്ടമാക്കുന്നതും. (ലേസർ സൃഷ്ടിക്കാൻ വേണ്ടി വരുന്ന ഊർജം ഈ കണക്കിൽ വരില്ല കേട്ടോ). തീർച്ചയായും ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ ഗവേഷണ രംഗത്തെ ഈ പുതിയ മുന്നേറ്റം മലിനീകരണമുക്തമായ ഊർജത്തിനായുള്ള അന്വേഷണങ്ങളെ പുത്തൻ കുതിച്ചുചാട്ടങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കും എന്നുതന്നെയാണ് ലോകം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത്. ഒരു പക്ഷെ അത് യാഥാർത്ഥ്യമാവാൻ ഇനിയും ദശകങ്ങൾ തന്നെ എടുത്തേക്കാമെങ്കിലും.