Lattice confinement fusion
ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಕಾನ್ಫೈನ್ಮೆಂಟ್ ಫ್ಯೂಷನ್ (ಎಲ್ಸಿಎಫ್) ಒಂದು ರೀತಿಯ ಪರಮಾಣು ಸಮ್ಮಿಳನವಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ ಡ್ಯೂಟರಾನ್-ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಲೋಹಗಳು ಗಾಮಾ ವಿಕಿರಣ ಅಥವಾ ಐಇಸಿ ಫ್ಯೂಸರ್ನಂತಹ ಅಯಾನು ಕಿರಣಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಇದು ಇತರ ವಿಧಾನಗಳ ಸಮ್ಮಿಳನದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಸೀಮಿತ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ. 2020 ರಲ್ಲಿ, ಆಳವಾದ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಪರಿಶೋಧನೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವನ್ನು ಬಯಸುವ ನಾಸಾ ಸಂಶೋಧಕರ ತಂಡವು ಲೋಹದ ಘನದ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣು ಸಮ್ಮಿಳನವನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಮೊದಲ ಕಾಗದವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿತು, ಇದು ಪರದೆಯ ಸಮ್ಮಿಳನಕ್ಕೆ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಸ್ವಾವಲಂಬಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಲಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೂಲವು ಸ್ವತಃ ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿ ದುಬಾರಿಯಾಗಿತ್ತು. ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್, ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ನಿಂದ ಕೂಡಿದ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ವಿಕಿರಣಶೀಲವಲ್ಲದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಐಸೋಟೋಪ್ ಡ್ಯೂಟೇರಿಯಂನಿಂದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಉತ್ತೇಜಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಡ್ಯೂಟೇರಿಯಂ ಎರ್ಬಿಯಂ ಅಥವಾ ಟೈಟಾನಿಯಂನಂತಹ ಲೋಹದ ಘನದ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ಎರ್ಬಿಯಂ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ 1023 ಸೆಂ. ಮೀ.-3 ಡ್ಯುಟೆರಿಯಮ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು (ಡ್ಯುಟೆರಾನ್ಗಳು) ಅನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸಬಲ್ಲದು. ಡ್ಯುಟೆರಾನ್-ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಲೋಹವು ಒಟ್ಟಾರೆ ತಟಸ್ಥ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಲೋಹದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಎರಡು ಡ್ಯೂಟೇರಿಯಂ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ಗಳು ಹತ್ತಿರವಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಪರಸ್ಪರ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಡೈನಾಮಿಟ್ರಾನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಕಿರಣ ವೇಗವರ್ಧಕವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಟ್ಯಾಂಟಲಮ್ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಡೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗಾಮಾ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಟೈಟಾನಿಯಂ ಡ್ಯುಟೆರೈಡ್ ಅಥವಾ ಎರ್ಬಿಯಮ್ ಡ್ಯುಟೆರೈಡ್ ಅನ್ನು ವಿಕಿರಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಸುಮಾರು 2.2 ಮೆಗಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವೋಲ್ಟ್ಗಳ (ಎಂಇವಿ) ಗಾಮಾ ಕಿರಣವು ಡ್ಯುಟೆರಾನ್ ಅನ್ನು ಹೊಡೆದು ಅದನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸುತ್ತದೆ. ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತೊಂದು ಡ್ಯೂಟರಾನ್ಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುತ್ತದೆ. ಈ ಎರಡನೆಯ, ಶಕ್ತಿಯುತ ಡ್ಯುಟೆರಾನ್ ಸ್ಕ್ರೀನಿಂಗ್ ಫ್ಯೂಷನ್ ಅಥವಾ ಸ್ಟ್ರಿಪಿಂಗ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅನುಭವಿಸಬಹುದು. ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿದ್ದರೂ, ಎಲ್ಸಿಎಫ್ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ನೊಳಗೆ ಶಕ್ತಿಯುತ ವಾತಾವರಣವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಸಮ್ಮಿಳನ-ಮಟ್ಟದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ. ಬಿಸಿ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪರದೆಯ ಸಮ್ಮಿಳನ ಶಕ್ತಿಯುತ ಡ್ಯುಟೆರಾನ್ ಮತ್ತೊಂದು ಡ್ಯುಟೆರಾನ್ನೊಂದಿಗೆ ಬೆಸೆಯುತ್ತದೆ, ಇದು 3 ಹೀಲಿಯಂ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಅಥವಾ 3 ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮ್ಮಿಳನ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಇತರ ಡ್ಯುಟೆರಾನ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಬೆಸೆಯಬಹುದು, ಆಲ್ಫಾ ಕಣವನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಮತ್ತೊಂದು 3 ಹೀಲಿಯಂ ಅಥವಾ 3ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನೊಂದಿಗೆ ಬೆಸೆಯಬಹುದು. ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಟ್ರಿಪಿಂಗ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಸ್ಟ್ರಿಪಿಂಗ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಲೋಹವು ವೇಗವರ್ಧಿತ ಡ್ಯುಟೆರಾನ್ನಿಂದ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಿ ಲೋಹದೊಂದಿಗೆ ಬೆಸೆಯುತ್ತದೆ, ಲೋಹದ ವಿಭಿನ್ನ ಐಸೊಟೋಪ್ ಅನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ಲೋಹದ ಐಸೋಟೋಪ್ ವಿಕಿರಣಶೀಲವಾಗಿದ್ದರೆ, ಅದು ಮತ್ತೊಂದು ಅಂಶವಾಗಿ ಕೊಳೆಯಬಹುದು, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅಯಾನೀಕರಿಸುವ ವಿಕಿರಣದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪಲ್ಲಾಡಿಯಮ್-ಸಿಲ್ವರ್ ಎ ಸಂಬಂಧಿತ ತಂತ್ರವು ಪಲ್ಲಾಡಿಯಮ್-ಸಿಲ್ವರ್ ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಕೊಳವೆಗಳ ಗೋಡೆಯ ಮೂಲಕ ಡ್ಯೂಟೇರಿಯಮ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಪಂಪ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪಲ್ಲಾಡಿಯಮ್ ಅನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವಾಗಿ ಡ್ಯೂಟೇರಿಯಂನಿಂದ ತುಂಬಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುವ ವೇಗದ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಇತರ ಪ್ರಯೋಗಕಾರರು (ಫ್ರಾಲಿಕ್ ಮತ್ತು ಇತರರು) ಸಹ ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅಸಂಗತ ಶಾಖದ ಸಮರ್ಥನೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಿದರು. ಇತರ ಸಮ್ಮಿಳನ ತಂತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಕೆ ಪೈರೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸಮ್ಮಿಳನವನ್ನು ಈ ಹಿಂದೆ ಎರ್ಬಿಯಂ ಹೈಡ್ರೈಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪೈರೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಡ್ಯೂಟೇರಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಕಿರಣವನ್ನು ಸ್ಥಾಯಿ, ಕೊಠಡಿ-ತಾಪಮಾನ ಅಥವಾ ಗುರಿಯತ್ತ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಸಮ್ಮಿಳನವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು. ಹಿಂದಿನ ಸಮ್ಮಿಳನ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ, ಜಡತ್ವ ಬಂಧನ ಸಮ್ಮಿಳನ (ಐಸಿಎಫ್), ಅಪರೂಪದ ಟ್ರಿಟಿಯಮ್ನಂತಹ ಇಂಧನವು ನ್ಯಾನೋ-ಸೆಕೆಂಡ್ ಮಧ್ಯಂತರಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಮ್ಮಿಳನವನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತದೆ. ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಕಾನ್ಫೈನ್ಮೆಂಟ್ ಫ್ಯೂಷನ್ (ಎಂಸಿಎಫ್) ನಲ್ಲಿ, ಇಂಧನವನ್ನು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದಲ್ಲಿ ಸೂರ್ಯನ ಕೇಂದ್ರಕ್ಕಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಸಿಎಫ್ನಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಫೋಟಾನ್ಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುವರಿದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುವ ಲೋಹದ ಜಾಲರಿಯಲ್ಲಿ ಸಮ್ಮಿಳನಕ್ಕೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಐಸಿಎಫ್ ಸಾಧನಗಳು ಕ್ಷಣಿಕವಾಗಿ 1026 ಸಿಸಿ-1 ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ತಲುಪುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಎಂಸಿಎಫ್ ಸಾಧನಗಳು ಕ್ಷಣಿಕವಾಗಿ 1014 ಅನ್ನು ತಲುಪುತ್ತವೆ. ಜಾಲರಿಯ ಬಂಧನದ ಸಮ್ಮಿಳನಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿಯುತ ಡ್ಯುಟೆರಾನ್ಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಶೀತ ಸಮ್ಮಿಳನವಲ್ಲ. ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಬಂಧನ ಸಮ್ಮಿಳನವನ್ನು ಫಾರ್ನ್ಸ್ವರ್ತ್-ಹಿರ್ಷ್ ಫ್ಯೂಸರ್ನಂತಹ ಜಡತ್ವದ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಸಮ್ಮಿಳನ ಸಾಧನಗಳ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಇಂಧನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ವಿಧಾನವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಮ್ಮಿಳನ ಘಟನೆಗಳು ಸಂಭವಿಸುವ ಸಂಭವನೀಯತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ವಿಕಿರಣ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಫ್ಯೂಸರ್ಗಳನ್ನು ಕ್ಷ-ಕಿರಣ, ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಅಥವಾ ಪ್ರೋಟಾನ್ ವಿಕಿರಣ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ, ಜಾಲರಿಯ ಬಂಧನ ಸಮ್ಮಿಳನವು ಸಾಧನದ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಜಡತ್ವ ಬಂಧನ ಸಮ್ಮಿಳನ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೈಸ್ಡ್ ಟಾರ್ಗೆಟ್ ಫ್ಯೂಷನ್ ಪೈರೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಫ್ಯೂಷನ್ ಜಡತ್ವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಬಂಧನ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಪರಮಾಣು ಸಮ್ಮಿಳನ ಪರಮಾಣು ಸಮ್ಮಿಳನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಾಸಾ ಸಂಶೋಧನಾ ಕೇಂದ್ರಗಳು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಪರಿಶೋಧನೆ