- फ्रांस के CEA के WEST tokamak ने 12 फरवरी को प्लाज़्मा को 1,337 सेकंड, यानी 22 मिनट से अधिक समय तक बनाए रखकर tokamak प्लाज़्मा अवधि का विश्व रिकॉर्ड तोड़ दिया
- यह रिकॉर्ड समय कुछ सप्ताह पहले चीन के EAST द्वारा बनाए गए पिछले रिकॉर्ड से 25% अधिक है, जो दिखाता है कि लंबे समय तक प्लाज़्मा नियंत्रण की तकनीक परिपक्व हो रही है
- ITER जैसे उपकरणों को व्यावहारिक प्रयोग चरण तक पहुंचाने के लिए स्वाभाविक रूप से अस्थिर प्लाज़्मा को लंबे समय तक स्थिर करना होगा, और प्लाज़्मा-फेसिंग कंपोनेंट्स को भी radiation और contamination की समस्याएं झेलनी होंगी
- WEST फ्रांस के दक्षिण में CEA Cadarache की सुविधा है, जो superconducting coils और active cooling components का उपयोग करके लंबी अवधि के प्लाज़्मा प्रयोगों को सपोर्ट करती है
- प्रयोग आगे और लंबी अवधि तथा अधिक तापमान की दिशा में बढ़ेंगे, लेकिन यदि न्यूक्लियर फ्यूज़न को 2050 तक carbon neutrality में बड़ा योगदान देना है, तो तकनीकी चुनौतियां और आर्थिक व्यवहार्यता का प्रमाण अभी बाकी है
WEST द्वारा बनाया गया 1,337 सेकंड का रिकॉर्ड
- WEST ने 12 फरवरी को प्लाज़्मा को 1,337 सेकंड तक बनाए रखा
- यह अवधि 22 मिनट से अधिक है
- यह चीन के EAST द्वारा कुछ सप्ताह पहले हासिल किए गए पिछले रिकॉर्ड से 25% बेहतर परिणाम है
- यह tokamak फ्रांस के दक्षिण में CEA Cadarache में स्थित है और EUROfusion consortium की मध्यम आकार की tokamak सुविधाओं में से एक है
- इसे लंबे समय तक चलने वाले प्लाज़्मा पर ज्ञान और तकनीकी नियंत्रण के और परिपक्व होने का संकेत माना जा रहा है
- लंबी अवधि ITER जैसे उपकरणों के लिए एक महत्वपूर्ण milestone है
- ITER को न्यूक्लियर फ्यूज़न प्लाज़्मा को कई मिनट तक बनाए रखना होगा
- लक्ष्य स्वाभाविक रूप से अस्थिर प्लाज़्मा को नियंत्रित करना है
- साथ ही, प्लाज़्मा-फेसिंग कंपोनेंट्स को radiation झेलनी होगी और failure या plasma contamination का कारण नहीं बनना चाहिए
- WEST ने hydrogen plasma को 20 मिनट से अधिक बनाए रखते हुए 2MW heating power इंजेक्ट की
- आगे WEST प्रयोगों को बेहद लंबी प्लाज़्मा अवधि, कुल मिलाकर कई घंटों के संचालन और अधिक प्लाज़्मा तापमान के लक्ष्य के साथ मजबूत किया जाएगा
अंतरराष्ट्रीय न्यूक्लियर फ्यूज़न प्रयोगों की स्थिति और सीमाएं
- WEST एक ऐसी सुविधा है जिसे CEA द्वारा दशकों में संचित tokamak plasma research अनुभव के आधार पर संचालित किया जाता है
- दुनिया भर के शोधकर्ता WEST का उपयोग करते हैं
- लंबे समय तक प्लाज़्मा को संभव बनाने वाली प्रमुख विशेषताओं में superconducting coils और active cooling components शामिल हैं
- WEST कई बड़े न्यूक्लियर फ्यूज़न प्रयोगों के साथ अंतरराष्ट्रीय research flow का हिस्सा है
- ब्रिटेन का JET 2023 के अंत में बंद हो गया था और उसके पास फ्यूज़न energy रिकॉर्ड है
- जापान का JT-60SA, चीन का EAST, कोरिया का KSTAR और प्रतिनिधि उपकरण ITER भी साथ में उल्लेखित हैं
- न्यूक्लियर फ्यूज़न रिसर्च का अंतिम लक्ष्य स्वाभाविक रूप से अस्थिर प्लाज़्मा को नियंत्रित करना है
- यह nuclear fission की तुलना में कम resources और fuel का उपयोग करता है
- यह long-lived radioactive waste पैदा नहीं करता
- ऊर्जा उत्पादन तकनीकों में सबसे विकसित तरीका magnetic confinement fusion है
- मजबूत magnetic field से प्लाज़्मा को torus के भीतर confined किया जाता है
- hydrogen nuclei के fuse होने तक प्लाज़्मा को heat किया जाता है
- JET ने कुछ सेकंड के लिए 15MW fusion output उत्पन्न किया था
- फ्रांस, जहां WEST और ITER हैं, पहला prototype fusion reactor स्वीकार करने के लिए अनुकूल स्थिति में है
- बड़े पैमाने पर fusion energy production के लिए बड़े infrastructure की जरूरत होती है, इसलिए 2050 तक carbon neutrality हासिल करने में इसका उल्लेखनीय योगदान देना कठिन है
- कई तकनीकी चुनौतियां बाकी हैं
- इस energy production method की आर्थिक व्यवहार्यता भी अभी साबित होनी है
1 टिप्पणियां
Hacker News की राय
अगर शून्य-गुरुत्वाकर्षण में fusion किया जाए, तो confinement की समस्या मानो हल हो जाती है, लेकिन शून्य-गुरुत्वाकर्षण में fusion की conditions बनाना ही असली समस्या है
सबसे सरल तरीका शायद इतना पदार्थ एक जगह इकट्ठा करना होगा कि गुरुत्वाकर्षण खुद fusion की conditions बना दे, लेकिन तब वह power plant इतना शक्तिशाली हो जाएगा कि उसे पृथ्वी पर रखना सुरक्षित नहीं होगा और सुरक्षा के लिए बहुत दूर रखना पड़ेगा
उसके बाद फिर बिजली को वापस पृथ्वी तक भेजने की समस्या आएगी, लेकिन ऐसा लगता है कि fusion बिंदु से सुरक्षित दूरी पर मौजूद photons को इकट्ठा करके बहुत पास गए बिना energy हासिल की जा सकती है
अगर उसे निर्देशित न किया जा सके और वह हर दिशा में फैल जाए, तो बने हुए photons का बहुत छोटा हिस्सा ही पृथ्वी तक पहुंचेगा
उन photons को किसी उपयोगी काम में लाने के लिए इकट्ठा करना होगा, नहीं तो वे बस पृथ्वी को गर्म करेंगे
सुरक्षित दूरी की वजह से अगर वह geostationary orbit से दूर हो या पास, तो स्रोत हमेशा दिखाई नहीं देगा और एक तरह की “रात” बनेगी, इसलिए पृथ्वी के अलग-अलग हिस्सों में collectors चाहिए होंगे
वायुमंडल में अधिक आर्द्रता जैसी चीजें भी photons को absorb या scatter करके collector की efficiency घटा सकती हैं
यह संभव तो हो सकता है, लेकिन वास्तविक अधिकतम capacity हमेशा काफी सीमित रहेगी, और कुल fusion energy की तुलना में पूरी प्रक्रिया बहुत inefficient होगी
radiation वाले इलाकों के ज्यादा गर्म होने की संभावना है, इसलिए लोग शायद वहां छुट्टियां मनाने जाने का विकल्प भी चुनें
ऊपर से three-body problem भी संभालनी पड़ेगी, और reactor की ओर देखने वाले हिस्से में भी अगर बादल हों, तो photons गुजर नहीं पाएंगे
“कुछ हफ्ते पहले चीन के EAST द्वारा बनाए गए पिछले रिकॉर्ड से 25% सुधार” — यह fusion arms race स्वागत योग्य है
जिस तकनीक को हमेशा “20 साल दूर” कहा जाता था, उसका 22 मिनट तक पहुंचना सच में प्रभावशाली है, और इससे fusion की तकनीकी चुनौतियों को गहराई से समझने का मन होता है
इस reactor में energy recovery या neutrons के जरिए tritium breeding का कोई तंत्र भी नहीं था
फिर भी यह प्रभावशाली और उत्साहजनक है
कुछ तकनीकें वास्तव में संभव होती हैं, लेकिन बेहद कठिन होती हैं और दशकों की लगातार मेहनत मांगती हैं
हमारे क्षेत्र का एक उदाहरण digital computers से natural language understanding हल करना था, और अब वह वास्तविकता है
triple product पिछले 50 वर्षों में Moore's law से भी तेज बढ़ा है
फिर भी लोग fusion research का मजाक बनाते हैं, जबकि कुछ चीजों में बस समय लगता है
शानदार किताब “The future of fusion energy” पर इससे भी शानदार review की सिफारिश है: https://www.astralcodexten.com/p/your-book-review-the-future...
लेकिन Moore's law पहले से मौजूद एक industry का नियम था, और उससे पहले computing को संभव बनाने के लिए कई तकनीकों में 10^6 गुना से ज्यादा सुधार चाहिए था
यानी linear shrinkage से exponential gains मिलते हैं, लेकिन fusion reactor design में ऐसा कोई linear/square संबंध दिखाई नहीं देता
यह मान लेना भी कि shrinkage समय के साथ linear रूप से आगे बढ़ेगा, कोई कानून नहीं था; कभी सही बैठा, कभी नहीं
विशेष रूप से, tokamak plasma को 1337 सेकंड तक बनाए रखा गया, और heating के लिए 2 megawatts इस्तेमाल किए गए
1337 कोई मजाक नहीं था; शायद उसे “leet” पढ़ा जाना सिर्फ संयोग हो
फिर भी मैं मानना चाहूंगा कि यह जानबूझकर चुना गया अंक था :D
fusion reaction को संभव बनाने वाले H-mode पर एक अच्छा तकनीकी परिचय लेख: https://www.energy.gov/science/articles/science-close-develo...
H-mode में turbulence-रहित स्थिर किनारा plasma की heat और charged particles के नुकसान को कम करता है
इससे plasma का कुल pressure तेजी से बढ़ता है, जिसमें वह केंद्रीय क्षेत्र भी शामिल है जहां fusion conditions बन सकती हैं, और energy व particle losses घटने से plasma के आसपास की material surfaces को होने वाला नुकसान भी न्यूनतम होता है
“2070 से पहले व्यावसायिक रूप से सफल fusion power plant बन जाएगा” जैसे विषयों पर prediction market लागू करने पर दिखने वाली एक समस्या यह है कि settlement तक का समय बहुत लंबा होता है
बेशक, यह उम्मीद की जा सकती है कि 5 साल बाद “हाँ” या “नहीं” वाले shares बेचे जा सकें, लेकिन liquidity पर्याप्त न भी हो सकती है
उदाहरण के लिए, M_1 ऐसा market है जो “1 जनवरी 2070 को, अगर व्यावसायिक रूप से सफल fusion power plant मौजूद था तो ‘हाँ’, नहीं तो ‘नहीं’ के रूप में settle होगा”, और M_2 ऐसा market है जो 5 साल बाद M_1 के “हाँ” price के 30% से ऊपर होने पर ‘हाँ’ के रूप में settle होता है, तो समस्या पैदा होती है
लोग M_2 settlement के ठीक पहले M_1 के “हाँ” shares बड़ी मात्रा में खरीद सकते हैं, और self-correction हो भी सकती है, लेकिन फिर भी यह समस्या लगती है
किसी दूसरे prediction market की future value पर prediction market बनाने के बजाय, prediction market shares पर futures contract हो तो कैसा रहे, ऐसा लगता है
अगर आपको यकीन है कि 5 साल बाद किसी खास दिन market probability p या उससे अधिक देगा, तो आप ऐसी संरचना खरीद सकते हैं जो उस दिन हर futures के लिए “नहीं” share को 1-p कीमत पर बेचने दे
वास्तव में उस दिन अगर “हाँ” probability p या उससे अधिक है, तो “नहीं” की कीमत 1-p या उससे कम होगी, इसलिए आप “नहीं” को और सस्ते में खरीदकर 1-p पर बेच सकते हैं
लेकिन इसके लिए फिर भी बेचने के लिए “नहीं” खरीदना पड़ेगा, इसलिए 5 साल बाद liquidity न होने की समस्या हल नहीं होती
1 का उपयोग करके “हाँ” और “नहीं” shares बनाए जाएँ, “नहीं” बेचा जाए, और कम से कम p value का दिखने वाला “हाँ” share बचाकर बाद में, जब liquidity ज़्यादा हो, बेचा जाए, ऐसा किया जा सकता है, लेकिन शायद मैं ऐसी बात कर रहा हूँ जिसे मैं ठीक से नहीं जानता
आप कई तरह के option contracts का वर्णन कर रहे हैं
लेकिन कोई भी option “5 साल बाद हाँ/नहीं shares बेचने के लिए liquidity न हो सकती है” वाली समस्या हल नहीं करता
आम तौर पर अगर primary market में liquidity नहीं है, तो derivatives market और भी खराब होने की उम्मीद करनी चाहिए
options का उपयोग अतिरिक्त liquidity खोजने के लिए नहीं, बल्कि बहुत specific view व्यक्त करने के लिए किया जाता है
जैसा आपने बताया, illiquid market में binary options market manipulation के लिए खास तौर पर कमजोर होते हैं
ऐसा contract जिसमें M_1 का “हाँ” price 30% से ऊपर होने पर M_2 ‘हाँ’ के रूप में settle होता है, वह तब खरीदा जाता है जब आप सचमुच इस बात पर bet करना चाहते हैं कि price 30% से ऊपर जाएगा, price 90 होने पर बहुत अतिरिक्त मुनाफ़ा नहीं चाहते, और 29 होने पर भी ज़्यादातर पैसा बचाए रखने में आपकी खास दिलचस्पी नहीं है
उदाहरण के लिए Bill Gates भी Warren Buffet की तरह आख़िरकार मरेंगे और अपनी ज़्यादातर संपत्ति दान कर देंगे
अगर आपको लगता है कि fusion संभव है, तो लागत वापस न मिले तब भी जीवनकाल में काफ़ी पैसा लगाया जा सकता है
ज़रूरत सिर्फ़ इतनी है कि investors को भरोसा हो कि वह पैसा बर्बाद नहीं होगा
मैं व्यक्तिगत रूप से ऐसे अमीर लोगों को जानता हूँ जो लागत वापस न मिलने के जोखिम को जानते हुए भी अपनी संपत्ति का बड़ा हिस्सा, कई मिलियन डॉलर, fusion पर लगा रहे हैं
यह dividend न देने वाली कंपनी के stock जैसा है
अगर आप Berkshire Hathaway(BRK/A) stock रखते हैं और dividend के रूप में कुछ नहीं मिलता, तो उसकी price क्या बनाती है?
क्योंकि आपको भरोसा हो सकता है कि दूर भविष्य में कंपनी के पास bank में इतना पैसा होगा कि वह dividend दे सके
हो सकता है वह मेरे जीवनकाल में न हो, लेकिन मैं उसे किसी और को बेच सकता हूँ, वह व्यक्ति भी आगे बेच सकता है, और आख़िरकार किसी न किसी को dividend मिलेगा
market इतने abstract होते हैं कि payment time अनंत दूर के भविष्य में हो, तब भी आज market value बन सकती है
पहले fusion power plants भारी सरकारी subsidy के बिना नहीं बनेंगे
चीन जैसी सरकारें इसे रणनीतिक और अस्तित्वगत मुद्दे के रूप में देखती हैं, और इसे कामयाब बनाने के लिए जितना भी खर्च ज़रूरी हो, कर सकती हैं
क्योंकि वे ऐसे विदेशी fossil fuel supply पर निर्भर नहीं रहना चाहेंगी जिसे अमेरिका आसानी से रोक सके
अभी दुनिया को और gambling और बेकार speculation की ज़रूरत नहीं है
मुझे पता नहीं था कि Commonwealth Fusion grid-connected power plant के निर्माण में पहले से काफ़ी आगे बढ़ चुका है
लगा कि क्या यह आखिरकार सच में हो रहा है, लेकिन यह कैसे net power production को लेकर आश्वस्त हैं, यह समझ नहीं आता
उसका उद्देश्य अगले साल first plasma बनाना और 2027 में net gain प्रदर्शित करने वाले device को host करना है
ARC, जिसे पहली grid-connected net power supply facility के रूप में घोषित किया गया था, उसके लिए तो अभी बस site चुनी गई है, इसलिए यह कहना मुश्किल है कि वहाँ अभी बहुत निर्माण प्रगति हो चुकी है
उस power plant का power generation target “2030s की शुरुआत” है
अभी Q>1 भी हासिल नहीं हुआ है, और वास्तविक power plant निर्माण तो उससे भी बहुत दूर है
इस क्षेत्र को मुझसे बेहतर जानने वाले लोगों से जानना चाहता हूँ कि 22 मिनट, या दूसरे tests में उससे कम समय पर, plasma रुकने का कारण क्या था
क्या benchmark हासिल करके heat बनाए रखने के लिए power input बस बंद कर दिया गया था?
यह भी जानना चाहता हूँ कि क्या यह उस critical point के क़रीब की स्थिति है जहाँ छोटे adjustment से 22 मिनट से लगभग अनिश्चितकाल तक पहुँचा जा सके
इसे काफ़ी कम किया जा सकता है, लेकिन plasma performance गिरती है
परंपरागत रूप से vacuum vessel की heat exhaust capacity सीमा बनती है
ऐसे उपकरण plasma को समझने और future devices की performance बढ़ाने के लिए scientific instruments हैं
वास्तविक reactor में heat exhaust problem संभालने के लिए बहुत-सी engineering चाहिए, और अगर चतुराई से किया जाए तो इसे revenue source में भी बदला जा सकता है
pulse operation अपने-आप में कोई बड़ी समस्या नहीं है, अगर duty cycle काफ़ी ऊँचा रखा जाए और coolant में इतना buffer हो कि turbine लगातार ठीक से चलती रहे
मैं nuclear से जुड़ी ख़बरों को लगातार follow कर रहा हूँ
थोड़ा आसान और मज़ेदार context explanation यहाँ है: https://x.com/olshansky/status/1892069988707729614
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