ഭൂമിയുടെ ഊർജ്ജ സ്രേതസായ സൂര്യനെ കൃത്രിമമായി നിർമിക്കാനുള്ള തീവ്രശ്രമത്തിലാണ് ചൈന. സൗരയൂഥത്തിന്റെ ഊർജകേന്ദ്രമായ സൂര്യന്റെ പ്രവർത്തനം ഭൂമിയിൽ പുനഃസൃഷ്ടിക്കുകയെന്ന ലക്ഷ്യത്തോടെ നടപ്പിലാക്കുന്ന ‘കൃത്രിമ സൂര്യൻ’ (Artificial Sun) പദ്ധതിയിൽ ചരിത്രനേട്ടവുമായി ചൈന. അളവറ്റ, ശുദ്ധവുമായ ഊർജ്ജോൽപാദനം സാധ്യമാക്കുന്ന അണുസംയോജന (Nuclear Fusion) സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനത്തിനായി ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ഫ്യൂഷൻ മാഗ്നറ്റ് (Superconducting Fusion Magnet) വിജയകരമായി ചൈന നിർമ്മിക്കുകയും പരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു.
2030-ഓടെ ഫ്യൂഷൻ ഊർജ്ജത്തെ വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിൽ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനത്തിനായി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുകയെന്ന ചൈനയുടെ ദീർഘകാല ലക്ഷ്യത്തിലേക്കുള്ള നിർണായക ചുവടുവെപ്പായാണ് ഈ നേട്ടത്തെ വിലയിരുത്തുന്നത്. ചൈനീസ് അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസിന് കീഴിലുള്ള ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് പ്ലാസ്മ ഫിസിക്സിലെ ഗവേഷകരാണ് ഈ അത്യാധുനിക സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ഫ്യൂഷൻ മാഗ്നറ്റ് വികസിപ്പിച്ചത്. ‘ഡി’ (D) ആകൃതിയിൽ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ടോറോയ്ഡൽ ഫീൽഡ് മാഗ്നറ്റിന് 21 മീറ്റർ നീളവും 12 മീറ്റർ വീതിയുമാണുള്ളത്. ഏകദേശം 582 ടൺ ഭാരമുള്ള ഈ ഭീമൻ കാന്തം ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറിനുള്ളിലെ അതിതാപനിലയിലുള്ള പ്ലാസ്മയെ അതിശക്തമായ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സഹായത്തോടെ സ്ഥിരതയോടെ നിയന്ത്രിച്ചുനിർത്താൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തതാണ്. ഫ്യൂഷൻ പ്രക്രിയ സുരക്ഷിതമായും കാര്യക്ഷമമായും നിലനിർത്തുന്നതിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ നിർണായക പങ്കുവഹിക്കും.
എന്താണ് കൃത്രിമ സൂര്യൻ?
സൂര്യന് ഊർജം നൽകുന്ന അതേ അണുസംയോജന (ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ) പ്രക്രിയ ഭൂമിയിൽ പുനഃസൃഷ്ടിക്കുന്ന റിയാക്ടറിനെയാണ് 'കൃത്രിമ സൂര്യൻ' എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. 100 ദശലക്ഷം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലധികം (100 million°C) താപനിലയിൽ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളെ സംയോജിപ്പിച്ച് വൻതോതിൽ ഊർജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ഇത്. ഈ പ്രക്രിയയിൽ കാർബൺ ഡൈഓക്സൈഡ് പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നില്ല എന്നതാണ് പ്രധാന പ്രത്യേകത. ഭാവിയിൽ അളവറ്റ ശുദ്ധമായ സുരക്ഷിത വൈദ്യുതിയുടെ ഉറവിടമായി ഫ്യൂഷൻ ഊർജം മാറുമെന്നാണ് ശാസ്ത്രലോകത്തിന്റെ പ്രതീക്ഷ.
ചൈന ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ മാഗ്നറ്റ് എങ്ങനെ നിർമ്മിച്ചു?
ലോകത്ത് ഇതുവരെ നിർമ്മിച്ചിട്ടുള്ളതിൽ ഏറ്റവും വലിയ ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടർ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് മാഗ്നറ്റാണിതെന്ന് ഗവേഷകർ പറയുന്നു. ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ അണുസംയോജന പദ്ധതിയായ ഇന്റർനാഷണൽ തെർമോന്യൂക്ലിയർ എക്സ്പെരിമെന്റൽ റിയാക്ടറിനായി (ITER) വികസിപ്പിച്ച സമാന മാഗ്നറ്റുകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഇതിന് 1.3 മടങ്ങ് കൂടുതൽ വോള്യവും മൂന്ന് മടങ്ങ് കൂടുതൽ ഊർജം സംഭരിക്കാനുള്ള ശേഷിയുമുണ്ട്.
ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറിനുള്ളിൽ ഏകദേശം 100 ദശലക്ഷം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയിലെത്തുന്ന അതിതാപ പ്ലാസ്മയെ റിയാക്ടറിന്റെ ചുവരുകളിൽ സ്പർശിക്കാതെ സുരക്ഷിതമായി നിയന്ത്രിച്ചുനിർത്താൻ അതിശക്തമായ കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുകയാണ് ഈ ഭീമൻ മാഗ്നറ്റിന്റെ പ്രധാന ദൗത്യം. ഇതിനൊപ്പം, ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറിന്റെ ‘ഹൃദയം’ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് സെൻട്രൽ സോളിനോയ്ഡ് കോയിലും ഗവേഷകർ വിജയകരമായി പരീക്ഷിച്ചു. കാറിന്റെ എൻജിനിലെ സ്പാർക്ക് പ്ലഗിന് സമാനമായ ഈ പാർട്ട് ഫ്യൂഷൻ പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കാനും അതിനാവശ്യമായ പ്ലാസ്മയെ സ്ഥിരമായി നിലനിർത്താനും നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറിന് ആവശ്യമായ നിർണായക ഘടകങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ വിദേശരാജ്യങ്ങളെ ആശ്രയിക്കേണ്ട സാഹചര്യം ഇതോടെ അവസാനിച്ചുവെന്നാണ് ചൈനയുടെ അവകാശവാദം. ഈ രണ്ട് സാങ്കേതികവിദ്യകളും പൂർണമായും ആഭ്യന്തരമായി വികസിപ്പിച്ച വസ്തുക്കളും നിർമ്മാണ ശേഷിയും ഉപയോഗിച്ചാണ് ഒരുക്കിയതെന്നും അധികൃതർ വ്യക്തമാക്കി. ആറുവർഷം നീണ്ട ഗവേഷണ-വികസന പദ്ധതിയുടെ ഭാഗമായി 47 പേറ്റന്റുകളും 25 വ്യവസായ നിലവാരങ്ങളും രൂപപ്പെടുത്തിയതായും ഗവേഷകസംഘം അറിയിച്ചു. ഈ ഭീമൻ മാഗ്നറ്റിന്റെ നിർമ്മാണത്തിന് അതീവ കൃത്യതയുള്ള എഞ്ചിനിയറിങ് സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ആവശ്യമായത്.
ഏകദേശം മൈനസ് 269°C താപനിലയിൽ 60 വർഷത്തോളം വിശ്വസനീയമായി പ്രവർത്തിക്കേണ്ടതിനൊപ്പം, അതിശക്തമായ വൈദ്യുതധാര വഹിക്കാനും തീവ്രമായ വികിരണത്തെയും യാന്ത്രിക സമ്മർദ്ദങ്ങളെയും അതിജീവിക്കാനും ഇതിന് കഴിയണം. അതോടൊപ്പം, നിർണായക ജോയിന്റുകളിലെ വൈദ്യുത പ്രതിരോധം ഏതാണ്ട് പൂജ്യത്തിനടുത്തായി കുറയ്ക്കാനും എൻജിനിയർമാർക്ക് സാധിച്ചു. ഇതിലൂടെ 100,000 ആംപിയറിലധികം ഇലക്ട്രിക് വളരെ കുറഞ്ഞ ഊർജനഷ്ടത്തോടെ പ്രവഹിപ്പിക്കാൻ സാധിക്കും. ഭാവിയിലെ വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറുകളുടെ വിജയകരമായ പ്രവർത്തനത്തിന് ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ നിർണായകമാണെന്ന് വിദഗ്ധർ വിലയിരുത്തുന്നു.
ഫ്യൂഷൻ ഗവേഷണരംഗത്ത് ചൈന കൈവരിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന പുരോഗതിയുടെ തുടർച്ചയാണ് ഈ നേട്ടം. ഈ വർഷം ആദ്യം, ചൈനയുടെ ‘കൃത്രിമ സൂര്യൻ’ എന്നറിയപ്പെടുന്ന എക്സ്പെരിമെന്റൽ അഡ്വാൻസ്ഡ് സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ടോകമാക് (Experimental Advanced Superconducting Tokamak - EAST) 100 ദശലക്ഷം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയിൽ പ്ലാസ്മയെ തുടർച്ചയായി 1,066 സെക്കൻഡ് നിലനിർത്തി ലോക റെക്കോർഡ് സ്ഥാപിച്ചിരുന്നു. ദീർഘനേരം ഫ്യൂഷന് ആവശ്യമായ സാഹചര്യങ്ങൾ നിലനിർത്താൻ കഴിയുമെന്നതിന് ഇത് ശക്തമായ തെളിവായാണ് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നത്.
വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിൽ ഫ്യൂഷൻ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനം ലക്ഷ്യമിട്ട് ചൈന മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങളുള്ള പദ്ധതിയും പ്രഖ്യാപിച്ചിട്ടുണ്ട്. 2027 അവസാനത്തോടെ ബേണിംഗ് പ്ലാസ്മ എക്സ്പെരിമെന്റൽ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ടോകമാക് (Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak) പൂർത്തിയാക്കുകയും, 2030ഓടെ ആദ്യമായി ഫ്യൂഷൻ ഊർജത്തിൽ നിന്ന് വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനം ആരംഭിക്കുകയുമാണ് ലക്ഷ്യം.
ദീർഘകാല ലക്ഷ്യമായി, ലോകത്തിലെ ആദ്യ ഫ്യൂഷൻ ഡെമോൺസ്ട്രേഷൻ വൈദ്യുതിനിലയമായി മാറാൻ സാധ്യതയുള്ള ചൈന ഫ്യൂഷൻ എഞ്ചിനിയറിങ് ഡെമോൺസ്ട്രേഷൻ റിയാക്ടർ (China Fusion Engineering Demonstration Reactor) നിർമിക്കാനാണ് പദ്ധതിയിടുന്നത്.
എന്നാലും, ലക്ഷ്യത്തിലെത്താൻ ഇനിയും നിരവധി വെല്ലുവിളികൾ ബാക്കിയുണ്ടെന്ന് ഗവേഷകർ പറയുന്നത്. റിയാക്ടറിന്റെ സമ്പൂർണ അസംബ്ലി, ദീർഘകാല പരീക്ഷണങ്ങൾ, ഉപയോഗിക്കുന്നതിലധികം ഊർജം സ്ഥിരമായി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് കഴിയുമെന്ന് തെളിയിക്കൽ എന്നിവയാണ് ഇനി മുന്നിലുള്ള പ്രധാന കടമ്പകൾ.
എങ്കിലും, ഓരോ പുതിയ സാങ്കേതിക മുന്നേറ്റവും കാർബൺ രഹിതവുമായ ശുദ്ധ ഊർജമെന്ന സ്വപ്നം യാഥാർഥ്യത്തിലേക്ക് കൂടുതൽ അടുപ്പിക്കുകയാണെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ വിലയിരുത്തുന്നത്. ആഗോള വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനത്തിന്റെ ഭാവിയെ തന്നെ മാറ്റിമറിക്കാൻ ഫ്യൂഷൻ ഊർജത്തിന് കഴിയുമെന്നാണ് അവരുടെ പ്രതീക്ഷ.
China is making an ambitious push to create an artificial version of the Sun, Earth's ultimate source of energy. In a major breakthrough for its Artificial Sun project, which aims to recreate the Sun's energy-producing process on Earth, the country has successfully built and tested the world's largest superconducting fusion magnet. Developed to advance nuclear fusion technology—seen as the key to virtually limitless, clean energy—the achievement marks a significant milestone in China's quest to harness fusion power.