کیا طاقتور لیزر سستی فیوژن پاور کو کھول سکتے ہیں؟

 کی دہائی میں نیواڈا کے صحرا کے نیچے گہرائی میں امریکہ نے خفیہ جوہری ہتھیاروں کی تحقیق کی۔ تجربات میں یہ دیکھنے کی کوشش تھی کہ آیا جوہری فیوژن، جو ردعمل سورج کو طاقت دیتا ہے، زمین پر ایک کنٹرول شدہ ماحول میں پھوٹ سکتا ہے۔ تجربات کی درجہ بندی کی گئی تھی، لیکن طبیعیات دانوں میں یہ بات مشہور تھی کہ نتائج امید افزا تھے۔

اس علم نے 2000 کی دہائی کے آخر میں لاس الاموس نیشنل لیبارٹری میں کام کرنے والے دو نوجوان گریجویٹ طلباء کی توجہ حاصل کی، کونر گیلوے اور الیگزینڈر ویلیس۔ لاس الاموس لیب اصل میں 1943 میں پہلے جوہری ہتھیاروں کو تیار کرنے کے لیے ایک خفیہ سائٹ کے طور پر قائم کی گئی تھی۔ سانتا فی، نیو میکسیکو کے قریب واقع یہ اب امریکی حکومت کی تحقیق اور ترقی کی سہولت ہے۔ "جب ایلکس اور میں نے لاس الاموس میں ان ٹیسٹوں کے بارے میں سیکھا، تو ہمارا ردعمل ایسا تھا جیسے 'واہ، جڑواں فیوژن نے پہلے ہی کام کیا ہے!'۔ لیبارٹری کے پیمانے پر چھرے جلائے گئے، تفصیلات کی درجہ بندی کی گئی، لیکن اتنا عام کیا گیا کہ ہم اس اگنیشن کو جانتے تھے۔ حاصل کیا گیا تھا،" مسٹر گیلوے کہتے ہیں.

نیوکلیئر فیوژن ہائیڈروجن نیوکلی کو ایک ساتھ ملانے کا عمل ہے، جس سے بے تحاشہ توانائی پیدا ہوتی ہے۔ رد عمل سے ہیلیم پیدا ہوتا ہے نہ کہ فِشن کے عمل کا طویل عرصے تک رہنے والا تابکار فضلہ جو موجودہ جوہری پاور اسٹیشنوں میں استعمال ہوتا ہے۔ اگر فیوژن کو استعمال کیا جا سکتا ہے، تو یہ وافر بجلی کا وعدہ کرتا ہے، جو CO2 پیدا کیے بغیر پیدا ہوتی ہے۔ 1980 کی دہائی میں ان ٹیسٹوں کے نتیجے میں امریکی حکومت کیلیفورنیا میں نیشنل اگنیشن فیسیلٹی (این آئی ایف) کی تعمیر کا باعث بنی، یہ ایک پروجیکٹ یہ دیکھنے کے لیے کہ آیا ایک طاقتور لیزر کے ذریعے جوہری ایندھن کے چھروں کو جلایا جا سکتا ہے۔ ایک دہائی سے زیادہ کام کے بعد، 2022 کے آخر میں NIF کے محققین نے ایک پیش رفت کی۔ سائنس دانوں نے پہلا کنٹرول شدہ فیوژن تجربہ کیا تاکہ ردعمل سے زیادہ توانائی پیدا کی جا سکے اس سے زیادہ توانائی لیزرز کے ذریعے فراہم کی گئی جس نے اسے جنم دیا۔ جب کہ دنیا بھر کے طبیعیات دان اس پیش رفت پر حیران رہ گئے، اس نے NIF کے سائنسدانوں کو توقع سے کہیں زیادہ وقت لگا دیا۔ "وہ توانائی کے بھوکے تھے،" مسٹر گیلوے کہتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ انہیں مزید نمکین کی ضرورت ہے، اس کے بجائے این آئی ایف لیزر صرف اتنا طاقتور تھا کہ ایندھن کے گولے کو بھڑکا سکے۔ مسٹر گیلوے اور مسٹر ویلیس کا خیال ہے کہ زیادہ طاقتور لیزر ایک ورکنگ فیوژن ری ایکشن بنانا ممکن بنائیں گے جو پاور گرڈ کو بجلی فراہم کر سکے۔ ایسا کرنے کے لیے انہوں نے ڈینور میں مقیم Xcimer کی بنیاد رکھی۔ NIF کو ایک لیزر کے ساتھ کام کرنا تھا جو توانائی کے دو میگاجول پمپ کر سکتا تھا۔ مسٹر گیلوے اور مسٹر ویلیس لیزرز کے ساتھ تجربہ کرنے کی منصوبہ بندی کر رہے ہیں جو 20 میگاجولز تک توانائی فراہم کر سکتے ہیں۔ مسٹر گیلووے کہتے ہیں، "ہمارے خیال میں 10 سے 12 [میگاجولز] ایک تجارتی پاور پلانٹ کے لیے ایک خوبصورت جگہ ہے۔ اس طرح کی لیزر بیم ایک طاقتور پنچ کے ساتھ ایندھن کے کیپسول سے ٹکرائے گی۔ یہ 60 میل فی گھنٹہ کی رفتار سے سفر کرنے والی 40 ٹن کی آرٹیکیولیٹڈ لاری کی توانائی لینے اور اسے ایک سیکنڈ کے چند اربویں حصے کے لیے سینٹی میٹر سائز کے کیپسول پر مرکوز کرنے کے مترادف ہوگا۔

زیادہ طاقتور لیزرز Xcimer کو NIF سے بڑے اور آسان ایندھن کے کیپسول استعمال کرنے کی اجازت دیں گے، جس کی وجہ سے انہیں مکمل کرنا مشکل تھا۔ Xcimer دنیا بھر میں درجنوں دیگر تنظیموں میں شامل ہوتا ہے جو کام کرنے والے فیوژن ری ایکٹر کی تعمیر کی کوشش کر رہے ہیں۔ دو اہم نقطہ نظر ہیں. لیزرز کے ساتھ ایندھن کے گولے کو توڑنا جڑی قید فیوژن کے زمرے میں آتا ہے۔

دوسرا طریقہ، جسے مقناطیسی قید فیوژن کے نام سے جانا جاتا ہے، پلازما نامی ایٹموں کے جلتے ہوئے بادل کو پھنسانے کے لیے طاقتور میگنےٹ استعمال کرتا ہے۔ دونوں طریقوں پر قابو پانے کے لیے انجینئرنگ کے مشکل چیلنجز ہیں۔ خاص طور پر، آپ فیوژن کے دوران پیدا ہونے والی حرارت کو کیسے نکالتے ہیں تاکہ آپ اس کے ساتھ کچھ مفید کام کر سکیں، جیسے بجلی بنانے کے لیے ٹربائن چلانا؟ آسٹریلیا کی گریفتھ یونیورسٹی کے پروفیسر ایان لو کا کہنا ہے کہ "مجھے لگتا ہے کہ میرا شکوک و شبہات ہے، میں نے ابھی تک کوئی قائل کرنے والا تصوراتی خاکہ بھی نہیں دیکھا ہے کہ آپ فیوژن ری ایکشن کو جاری رکھتے ہوئے توانائی کو نکالنے کے عمل کو کس طرح منظم کرتے ہیں۔"انہوں نے توانائی کی تحقیق اور پالیسی میں کام کرتے ہوئے اپنا طویل کیریئر گزارا ہے۔ جبکہ پروفیسر لو فیوژن ٹیکنالوجی کی ترقی کی حمایت کرتے ہیں، وہ صرف یہ دلیل دیتے ہیں کہ کام کرنے والا فیوژن ری ایکٹر اتنی تیزی سے نہیں آئے گا کہ CO2 کے اخراج کو کم کرنے اور موسمیاتی تبدیلیوں سے نمٹنے میں مدد کر سکے۔ "میری تشویش یہ ہے کہ یہاں تک کہ سب سے زیادہ پر امید نظریہ یہ ہے کہ ہم خوش قسمت ہوں گے کہ 2050 تک تجارتی فیوژن ری ایکٹر ہوں گے۔ اور اس سے بہت پہلے ہمیں توانائی کی سپلائی کو ڈیکاربونائز کرنے کی ضرورت ہے اگر ہم سیارے کو پگھلنے نہیں جا رہے ہیں،" وہ کہتے ہیں ایک اور چیلنج یہ ہے کہ فیوژن ری ایکشن اعلی توانائی کے ذرات پیدا کرتا ہے جو سٹیل یا کسی دوسرے مواد کو جو ری ایکٹر کے کور کو لائن کرتا ہے، کو کم کر دے گا۔ فیوژن انڈسٹری کے لوگ انجینئرنگ کے چیلنجوں سے انکار نہیں کرتے، لیکن محسوس کرتے ہیں کہ ان پر قابو پایا جا سکتا ہے۔ Xcimer گرمی کو جذب کرنے کے لیے فیوژن ری ایکشن کے گرد بہنے والے پگھلے ہوئے نمک کے "آبشار" کو استعمال کرنے کا ارادہ رکھتا ہے۔ بانیوں کو یقین ہے کہ وہ لیزرز کو فائر کر سکتے ہیں اور اس بہاؤ کو جاری رکھتے ہوئے فیول کیپسول (