Lithium Tokamak Experiment
ಲಿಥಿಯಂ ಟೋಕಾಮಾಕ್ ಪ್ರಯೋಗ (ಎಲ್ಟಿಎಕ್ಸ್) ಮತ್ತು ಅದರ ಪೂರ್ವವರ್ತಿಯಾದ ಕರೆಂಟ್ ಡ್ರೈವ್ ಎಕ್ಸ್ಪೆರಿಮೆಂಟ್-ಅಪ್ಗ್ರೇಡ್ (ಸಿಡಿಎಕ್ಸ್-ಯು), ಪ್ರಿನ್ಸ್ಟನ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಲಿಥಿಯಂ ಅನ್ನು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ಮುಖದ ಘಟಕವಾಗಿ (ಪಿಎಫ್ಸಿ) ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಮೀಸಲಾಗಿರುವ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಪಿಎಫ್ಸಿ ಆಗಿ ಲಿಥಿಯಂನ ಪ್ರಯೋಜನಗಳು ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಹಡಗಿನ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ಎದುರಾಗಿರುವ ಭಾಗಗಳಿಗೆ ವಸ್ತುಗಳ ಆಯ್ಕೆಯು ವಾಣಿಜ್ಯ ಸಮ್ಮಿಳನ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಾಗಿ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವ ಸಂಶೋಧನಾ ವಿಷಯಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಮೊದಲ ಗೋಡೆ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಖಾಲಿ ಒಳಾಂಗಣದ ವಿರುದ್ಧ ಆಯಸ್ಕಾಂತಗಳ ಒಳಗಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ವಿರೋಧಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಯಸುತ್ತವೆ. ವಿವಿಧ ಉಕ್ಕಿನ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳಂತಹ ಇತರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಪದಾರ್ಥಗಳು ವಿಶಿಷ್ಟ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಿವೆ. ದುರದೃಷ್ಟವಶಾತ್, ಸಮ್ಮಿಳನ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದಾಗ ಇದೇ ವಸ್ತುಗಳು ಹಲವಾರು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ, ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಂಡ ಸಮ್ಮಿಳನ ಇಂಧನವು ಪದಾರ್ಥವನ್ನು ಹೊಡೆದಾಗ ಅದು ತಂಪಾಗುತ್ತದೆ, ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಇಂಧನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ ಮರಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಇಂಧನವನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು "ಮರುಬಳಕೆ" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎರಡನೆಯದು, ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಲೋಹದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಸಹ ಹೊರಹಾಕಬಹುದು, ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಅಥವಾ "ಹೈ-ಝಡ್" ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಅವುಗಳನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದಾಗ ಅವು ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರಮಾಣದ ಕ್ಷ-ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಹೊರಹಾಕುತ್ತವೆ, ಇದು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಇಂಧನವನ್ನು ಸಹ ತಂಪಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ದ್ರವರೂಪದ ಲಿಥಿಯಂ ಪಿ. ಎಫ್. ಸಿ. ಯ ಒಂದು ಆಕರ್ಷಕ ಲಕ್ಷಣವೆಂದರೆ ಅದು ಮರುಬಳಕೆಯನ್ನು ವಾಸ್ತವಿಕವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಲಿಥಿಯಂ ಪರಮಾಣು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅದನ್ನು ಪಿಎಫ್ಸಿ ಯಲ್ಲಿ ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಲಿಥಿಯಂ ಕಡಿಮೆ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, Z. ಇದು ಪಿಎಫ್ಸಿ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಅದು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದಲ್ಲಿ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳಬಹುದು, ಏಕೆಂದರೆ ವಿಕಿರಣವು ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಝಡ್ ನೊಂದಿಗೆ ಬಲವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಹರಿಯುವ ದ್ರವ ಲಿಥಿಯಂ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ ಗೋಡೆಗಳ ಮೇಲೆ ನಿರೀಕ್ಷಿತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಹ ಸಮರ್ಥವಾಗಿ ನಿಭಾಯಿಸಬಲ್ಲದು. ಟೋಕಾಮಾಕ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಮುಖ ಟೋಕಾಮಾಕ್ಗಳು ಕಡಿಮೆ ಮರುಬಳಕೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ತಮ್ಮ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪಡೆದಿವೆ. ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡದ ಗೋಡೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದಾದರೆ, ಕಾಂತೀಯ ಬಂಧನದ ಮೂಲ ಸ್ವರೂಪವು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪ್ರೊಫೈಲ್ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಪ್ರವಾಹ ವಿತರಣೆಗಳು, ಹಾನಿಕಾರಕ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಸ್ಥಿರತೆಗಳನ್ನು ಸಂಭಾವ್ಯವಾಗಿ ತೊಡೆದುಹಾಕುತ್ತವೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಕಣಗಳ ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಸಾರಿಗೆ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಬಂಧನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳು ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಸಿಡಿಎಕ್ಸ್-ಯು 2000 ರಿಂದ 2005 ರವರೆಗೆ ಪಿಪಿಪಿಎಲ್ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಿತು. ದೊಡ್ಡ ಪ್ರದೇಶದ ದ್ರವ ಲಿಥಿಯಂ ಪಿಎಫ್ಸಿ ಯ ಮೊದಲ ಪರೀಕ್ಷೆಯಾಗಿ, ಸಿಡಿಎಕ್ಸ್-ಯು ಲಿಥಿಯಂ ಅನ್ನು ಹೊಂದಲು ನಿರ್ವಾತ ಕೊಠಡಿಯ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಟೊರಾಯ್ಡಲ್ ತಟ್ಟೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿತ್ತು. ಈ ಭಾಗಶಃ ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡದ ಪಿ. ಎಫ್. ಸಿ. ಯೊಂದಿಗೂ ಸಹ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಸುಧಾರಣೆಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಯಿತು. ಕಲ್ಮಶಗಳು ಕಡಿಮೆಯಾದವು ಮತ್ತು 2005ರಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಬಂಧನದಲ್ಲಿ ನಾಟಕೀಯ ಸುಧಾರಣೆ (x6) ಕಂಡುಬಂದಿತು. ಸಿಡಿಎಕ್ಸ್-ಯು ಅನ್ನು ಎಲ್ಟಿಎಕ್ಸ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಪೂರ್ಣ ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡದ ಪಿಎಫ್ಸಿ ಸಾಧಿಸಲು, ಸಿಡಿಎಕ್ಸ್-ಯು ನಿರ್ವಾತ ಪಾತ್ರೆಯನ್ನು ಅದರೊಳಗೆ ಬಿಸಿಯಾದ ಒಳಗಿನ ಶೆಲ್ ಅನ್ನು ಅಳವಡಿಸಲು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಸಿಡಿಎಕ್ಸ್-ಯು ಅನ್ನು ಎಲ್ಟಿಎಕ್ಸ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಇದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿತ್ತು. ಎಲ್. ಟಿ. ಎಕ್ಸ್ 2008ರಲ್ಲಿ ತನ್ನ ಮೊದಲ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಹೊಂದಿತ್ತು ಮತ್ತು 2010ರಲ್ಲಿ ಲಿಥಿಯಂ ಗೋಡೆಯ ಲೇಪನಗಳೊಂದಿಗೆ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಿತು. ನಿರ್ಮಾಣ ಶೆಲ್ಅನ್ನು 3/8 "ತಾಮ್ರದ ಹಾಳೆಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗಿದ್ದು, ಅದಕ್ಕೆ ಸ್ಟೇನ್ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಲೈನರ್ ಅನ್ನು ಸ್ಫೋಟಕವಾಗಿ ಬಂಧಿಸಲಾಗಿದೆ. ಒಳಗಿನ ಎಲ್. ಟಿ. ಎಕ್ಸ್ ಶೆಲ್ನ ಸ್ಟೇನ್ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ಮುಖದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣದ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೊಡೆತಗಳ ನಡುವೆ ಲಿಥಿಯಂನೊಂದಿಗೆ ಲೇಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿಪ್ಪಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಲಿಥಿಯಂನ ಕರಗುವ ಬಿಂದುವಿಗಿಂತ ಮೇಲಿರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಎಲ್. ಟಿ. ಎಕ್ಸ್. ಪಿ. ಎಫ್. ಸಿ ಪ್ರದೇಶದ 90 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು (~ 5 ಮೀ2) ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡದ ದ್ರವ ಲಿಥಿಯಂ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. LTX-β ಅನ್ನು 2016 ರಿಂದ 2019 ರವರೆಗೆ LTX ಅನ್ನು LTX-β ಆಗಿ ಉನ್ನತೀಕರಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ನವೀಕರಣವು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಸುಮಾರು ಮೂರನೇ ಎರಡರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು ಮತ್ತು 500 ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್ ತಟಸ್ಥ ಕಿರಣದ ಇಂಜೆಕ್ಟರ್ ತಾಪನವನ್ನು ಸೇರಿಸಿತು. ಉನ್ನತೀಕರಿಸಿದ ಸೌಲಭ್ಯದ ಮೊದಲ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು 2020ರ ಆಗಸ್ಟ್ನಲ್ಲಿ ವರದಿಯಾದವು. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಟೋಕಾಮಾಕ್ಸ್ ಲಿಥಿಯಂ ಪ್ರಿನ್ಸ್ಟನ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ