আজ, অনেক দেশ থার্মোনিউক্লিয়ার গবেষণায় অংশগ্রহণ করছে। নেতারা হলেন ইউরোপীয় ইউনিয়ন, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, রাশিয়া এবং জাপান, অন্যদিকে চীন, ব্রাজিল, কানাডা এবং কোরিয়ার কর্মসূচি দ্রুত বাড়ছে। প্রাথমিকভাবে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ইউএসএসআর-এর ফিউশন রিঅ্যাক্টরগুলি পারমাণবিক অস্ত্রের বিকাশের সাথে যুক্ত ছিল এবং 1958 সালে জেনেভাতে অনুষ্ঠিত শান্তির জন্য পরমাণু সম্মেলনের আগ পর্যন্ত শ্রেণীবদ্ধ ছিল। সোভিয়েত টোকামাক তৈরির পর, 1970-এর দশকে পারমাণবিক ফিউশন গবেষণা একটি "বড় বিজ্ঞান" হয়ে ওঠে। কিন্তু ডিভাইসগুলির খরচ এবং জটিলতা এমন পর্যায়ে বেড়েছে যেখানে আন্তর্জাতিক সহযোগিতাই ছিল এগিয়ে যাওয়ার একমাত্র পথ৷
বিশ্বে ফিউশন চুল্লি
1970 সাল থেকে, ফিউশন শক্তির বাণিজ্যিক ব্যবহার ধারাবাহিকভাবে 40 বছর পিছনে ঠেলে দেওয়া হয়েছে। যাইহোক, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে অনেক কিছু ঘটেছে যা এই সময়কালকে ছোট করতে পারে৷
যুক্তরাষ্ট্রের প্রিন্সটনে ইউরোপীয় জেইটি, ব্রিটিশ মাস্ট এবং পরীক্ষামূলক ফিউশন রিঅ্যাক্টর টিএফটিআর সহ বেশ কিছু টোকামাক তৈরি করা হয়েছে। আন্তর্জাতিক ITER প্রকল্প বর্তমানে Cadarache, ফ্রান্সে নির্মাণাধীন। এটি সবচেয়ে বড় হয়ে উঠবেটোকামাক যখন এটি 2020 সালে কাজ শুরু করবে। 2030 সালে, CFETR চীনে নির্মিত হবে, যা ITER কে ছাড়িয়ে যাবে। ইতিমধ্যে, PRC EAST পরীক্ষামূলক সুপারকন্ডাক্টিং টোকামাকের উপর গবেষণা চালাচ্ছে।
অন্য ধরনের ফিউশন রিঅ্যাক্টর - স্টেলেটর - গবেষকদের কাছেও জনপ্রিয়। বৃহত্তম, এলএইচডি, জাপানের জাতীয় ফিউশন ইনস্টিটিউটে 1998 সালে কাজ শুরু করে। এটি সর্বোত্তম চৌম্বকীয় প্লাজমা কনফিগারেশন কনফিগারেশন খুঁজে পেতে ব্যবহৃত হয়। জার্মান ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট 1988 থেকে 2002 সালের মধ্যে গার্চিং-এর ওয়েন্ডেলস্টেইন 7-এএস চুল্লি এবং বর্তমানে ওয়েন্ডেলস্টেইন 7-এক্স-এ গবেষণা চালিয়েছে, যা 19 বছরেরও বেশি সময় ধরে নির্মাণাধীন রয়েছে। আরেকটি TJII স্টেলারেটর স্পেনের মাদ্রিদে কাজ করছে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, প্রিন্সটন প্লাজমা ফিজিক্স ল্যাবরেটরি (পিপিপিএল), যেখানে এই ধরনের প্রথম ফিউশন চুল্লি 1951 সালে নির্মিত হয়েছিল, 2008 সালে ব্যয় বৃদ্ধি এবং তহবিলের অভাবের কারণে এনসিএসএক্সের নির্মাণ বন্ধ করে দেয়৷
উপরন্তু, জড়তা থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশন গবেষণায় উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি হয়েছে। ন্যাশনাল নিউক্লিয়ার সিকিউরিটি অ্যাডমিনিস্ট্রেশনের অর্থায়নে লিভারমোর ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি (LLNL) এ $7 বিলিয়ন ন্যাশনাল ইগনিশন ফ্যাসিলিটি (NIF) এর নির্মাণ কাজ মার্চ 2009 সালে সম্পন্ন হয়েছিল। ফরাসি লেজার মেগাজউল (LMJ) অক্টোবর 2014 এ কাজ শুরু করে। ফিউশন রিঅ্যাক্টরগুলি পারমাণবিক ফিউশন বিক্রিয়া শুরু করার জন্য কয়েক মিলিমিটার আকারের লক্ষ্যে সেকেন্ডের কয়েক বিলিয়ন ভাগে লেজার দ্বারা সরবরাহ করা প্রায় 2 মিলিয়ন জুল আলোক শক্তি ব্যবহার করে। NIF এবং LMJ এর প্রধান কাজজাতীয় সামরিক পারমাণবিক কর্মসূচিকে সমর্থন করার জন্য অধ্যয়ন।
ITER
1985 সালে, সোভিয়েত ইউনিয়ন ইউরোপ, জাপান এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের সাথে একত্রে পরবর্তী প্রজন্মের টোকামাক তৈরির প্রস্তাব করেছিল। কাজটি IAEA এর পৃষ্ঠপোষকতায় পরিচালিত হয়েছিল। 1988 এবং 1990 এর মধ্যে, আন্তর্জাতিক থার্মোনিউক্লিয়ার এক্সপেরিমেন্টাল রিঅ্যাক্টরের জন্য প্রথম ডিজাইন, আইটিইআর, যার অর্থ ল্যাটিন ভাষায় "পথ" বা "যাত্রা", এটি প্রমাণ করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল যে ফিউশন এটি শোষণ করার চেয়ে বেশি শক্তি উত্পাদন করতে পারে। কানাডা এবং কাজাখস্তানও যথাক্রমে ইউরাটম এবং রাশিয়ার মধ্যস্থতার মাধ্যমে অংশগ্রহণ করেছে।
6 বছর পর, ITER বোর্ড প্রতিষ্ঠিত পদার্থবিদ্যা এবং প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে $6 বিলিয়ন মূল্যের প্রথম সমন্বিত চুল্লি প্রকল্প অনুমোদন করে। তারপর মার্কিন কনসোর্টিয়াম থেকে প্রত্যাহার করে নেয়, যা তাদের খরচ অর্ধেক করতে এবং প্রকল্প পরিবর্তন করতে বাধ্য করে। ফলাফল হল ITER-FEAT, খরচ হয়েছে $3 বিলিয়ন কিন্তু স্ব-টেকসই প্রতিক্রিয়া এবং ইতিবাচক শক্তি ভারসাম্যের অনুমতি দেয়৷
2003 সালে, ইউএস আবার কনসোর্টিয়ামে যোগ দেয় এবং চীন তার অংশগ্রহণের ইচ্ছা ঘোষণা করে। ফলস্বরূপ, 2005-এর মাঝামাঝি সময়ে, অংশীদাররা দক্ষিণ ফ্রান্সের ক্যাডারাচে আইটিআর তৈরি করতে সম্মত হয়। ইইউ এবং ফ্রান্স €12.8 বিলিয়নের অর্ধেক অবদান রেখেছে, যেখানে জাপান, চীন, দক্ষিণ কোরিয়া, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং রাশিয়া প্রতিটি 10% অবদান রেখেছে। জাপান উচ্চ-প্রযুক্তির উপাদান সরবরাহ করেছে, উপকরণ পরীক্ষার জন্য €1 বিলিয়ন IFMIF সুবিধার আয়োজন করেছে এবং পরবর্তী পরীক্ষা চুল্লি নির্মাণের অধিকার রয়েছে। ITER-এর মোট খরচ 10 বছরের খরচের অর্ধেক অন্তর্ভুক্ত করেনির্মাণ এবং অর্ধেক - 20 বছরের অপারেশনের জন্য। 2005-এর শেষে ভারত ITER-এর সপ্তম সদস্য হয়েছিল
চুম্বক সক্রিয়করণ এড়াতে হাইড্রোজেন ব্যবহার করে 2018 সালে পরীক্ষা শুরু করা উচিত। ডি-টি প্লাজমা ব্যবহার 2026 এর আগে প্রত্যাশিত নয়
ITER-এর লক্ষ্য হল বিদ্যুৎ উৎপাদন না করে 50 মেগাওয়াটের কম ইনপুট পাওয়ার ব্যবহার করে 500 মেগাওয়াট (কমপক্ষে 400 সেকেন্ডের জন্য) উৎপাদন করা।
2-গিগাওয়াট ডেমো পাওয়ার প্লান্ট ডেমো চলমান ভিত্তিতে বড় আকারের বিদ্যুৎ উৎপাদন করবে। ডেমোর কনসেপ্ট ডিজাইন 2017 সালের মধ্যে সম্পন্ন হবে, 2024 সালে নির্মাণ শুরু হবে। লঞ্চ হবে 2033 সালে।
JET
1978 সালে, ইইউ (ইউরাটম, সুইডেন এবং সুইজারল্যান্ড) যুক্তরাজ্যে একটি যৌথ ইউরোপীয় জেট প্রকল্প শুরু করে। জেইটি আজ বিশ্বের বৃহত্তম অপারেটিং টোকামাক। জাপানের ন্যাশনাল ফিউশন ফিউশন ইনস্টিটিউটে একই ধরনের JT-60 রিঅ্যাক্টর কাজ করে, কিন্তু শুধুমাত্র জেইটিই ডিউটেরিয়াম-ট্রিটিয়াম জ্বালানি ব্যবহার করতে পারে।
চুল্লিটি 1983 সালে চালু করা হয়েছিল, এবং এটি প্রথম পরীক্ষায় পরিণত হয়েছিল, যার ফলে 16 মেগাওয়াট পর্যন্ত শক্তির সাথে নিয়ন্ত্রিত থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশন এক সেকেন্ডের জন্য এবং 1991 সালের নভেম্বরে ডিউটেরিয়াম-ট্রিটিয়াম প্লাজমাতে 5 মেগাওয়াট স্থিতিশীল শক্তি ছিল। বিভিন্ন গরম করার স্কিম এবং অন্যান্য কৌশল অধ্যয়নের জন্য অনেক পরীক্ষা-নিরীক্ষা করা হয়েছে।
JET এর আরও উন্নতি হল এর শক্তি বৃদ্ধি করা। MAST কমপ্যাক্ট চুল্লি জেইটি-এর সাথে একত্রে তৈরি করা হচ্ছে এবং এটি আইটিইআর প্রকল্পের অংশ৷
কে-স্টার
K-STAR হল একটি কোরিয়ান সুপারকন্ডাক্টিং টোকামাক যা Daejeon-এর ন্যাশনাল ফিউশন রিসার্চ ইনস্টিটিউট (NFRI) থেকে, যেটি 2008-এর মাঝামাঝি সময়ে প্রথম প্লাজমা তৈরি করেছিল। এটি আইটিইআর-এর একটি পাইলট প্রকল্প, যা আন্তর্জাতিক সহযোগিতার ফল। 1.8 মিটার ব্যাসার্ধ টোকামাক হল প্রথম চুল্লি যেখানে সুপারকন্ডাক্টিং Nb3Sn চুম্বক ব্যবহার করা হয়েছে, যেগুলি ITER-এ ব্যবহার করার পরিকল্পনা করা হয়েছে। 2012 সালের মধ্যে সম্পন্ন হওয়া প্রথম পর্যায়ে, K-STAR কে মৌলিক প্রযুক্তির কার্যকারিতা প্রমাণ করতে হয়েছিল এবং 20 সেকেন্ড পর্যন্ত সময়কালের সাথে প্লাজমা পালস অর্জন করতে হয়েছিল। দ্বিতীয় পর্যায়ে (2013-2017), H মোডে 300 সেকেন্ড পর্যন্ত দীর্ঘ ডাল অধ্যয়ন করার জন্য এবং উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন AT মোডে স্থানান্তরের জন্য এটিকে আপগ্রেড করা হচ্ছে। তৃতীয় পর্বের লক্ষ্য (2018-2023) ক্রমাগত পালস মোডে উচ্চ কর্মক্ষমতা এবং দক্ষতা অর্জন করা। 4র্থ পর্যায়ে (2023-2025), ডেমো প্রযুক্তি পরীক্ষা করা হবে। ডিভাইসটি ট্রিটিয়াম সক্ষম নয় এবং D-T জ্বালানি ব্যবহার করে না।
কে-ডেমো
ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি-এর প্রিন্সটন প্লাজমা ফিজিক্স ল্যাবরেটরি (PPPL) এবং দক্ষিণ কোরিয়ার NFRI-এর সহযোগিতায় বিকশিত, K-DEMO ITER-এর পরে বাণিজ্যিক চুল্লি উন্নয়নের পরবর্তী ধাপ হতে চলেছে, এবং এটি হবে প্রথম পাওয়ার প্ল্যান্ট বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কে শক্তি উৎপাদন করতে সক্ষম, অর্থাৎ কয়েক সপ্তাহের মধ্যে 1 মিলিয়ন কিলোওয়াট। এর ব্যাস হবে 6.65 মিটার, এবং এটিতে ডেমো প্রকল্পের অংশ হিসাবে একটি প্রজনন অঞ্চল মডিউল তৈরি করা হবে। কোরিয়ান শিক্ষা, বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি মন্ত্রণালয়এতে প্রায় 1 ট্রিলিয়ন ওয়ান ($941 মিলিয়ন) বিনিয়োগ করার পরিকল্পনা রয়েছে৷
পূর্ব
হেফেইতে চাইনিজ ইনস্টিটিউট অফ ফিজিক্সের চীনা পরীক্ষামূলক অ্যাডভান্সড সুপারকন্ডাক্টিং টোকামাক (ইস্ট) 50 মিলিয়ন ডিগ্রি সেলসিয়াসে হাইড্রোজেন প্লাজমা তৈরি করেছে এবং এটি 102 সেকেন্ড ধরে রেখেছে।
TFTR
আমেরিকান গবেষণাগার PPPL-এ, পরীক্ষামূলক থার্মোনিউক্লিয়ার রিঅ্যাক্টর TFTR 1982 থেকে 1997 পর্যন্ত পরিচালিত হয়েছিল। 1993 সালের ডিসেম্বরে, টিএফটিআর ডিউটেরিয়াম-ট্রিটিয়াম প্লাজমা নিয়ে ব্যাপক পরীক্ষা চালানোর জন্য প্রথম চৌম্বক টোকামাক হয়ে ওঠে। পরের বছর, চুল্লিটি তখনকার রেকর্ড 10.7 মেগাওয়াট নিয়ন্ত্রণযোগ্য শক্তি উত্পাদন করেছিল এবং 1995 সালে, 510 মিলিয়ন °C এর আয়নিত গ্যাস তাপমাত্রার রেকর্ডে পৌঁছেছিল। যাইহোক, সুবিধাটি ব্রেক-ইভেন ফিউশন শক্তির লক্ষ্য অর্জন করতে পারেনি, তবে সফলভাবে হার্ডওয়্যার ডিজাইন লক্ষ্য পূরণ করেছে, যা ITER-এর বিকাশে একটি গুরুত্বপূর্ণ অবদান রেখেছে।
LHD
LHD জাপানের টোকিতে ন্যাশনাল ফিউশন ফিউশন ইনস্টিটিউটে, গিফু প্রিফেকচার ছিল বিশ্বের বৃহত্তম নক্ষত্র। ফিউশন চুল্লিটি 1998 সালে চালু করা হয়েছিল এবং অন্যান্য বড় সুবিধার সাথে তুলনীয় প্লাজমা বন্দিত্বের গুণাবলী প্রদর্শন করেছে। একটি আয়ন তাপমাত্রা 13.5 keV (প্রায় 160 মিলিয়ন °C) এবং 1.44 MJ শক্তিতে পৌঁছেছিল৷
ওয়েন্ডেলস্টেইন 7-X
2015 সালের শেষের দিকে শুরু হওয়া পরীক্ষার এক বছর পর, হিলিয়ামের তাপমাত্রা সংক্ষেপে 1 মিলিয়ন ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছেছে। 2016 সালে, হাইড্রোজেন সহ একটি ফিউশন চুল্লিপ্লাজমা, 2 মেগাওয়াট শক্তি ব্যবহার করে, এক সেকেন্ডের এক চতুর্থাংশের মধ্যে 80 মিলিয়ন ° C তাপমাত্রায় পৌঁছেছে। W7-X হল বিশ্বের বৃহত্তম স্টেলারেটর এবং 30 মিনিটের জন্য একটানা কাজ করার পরিকল্পনা করা হয়েছে। চুল্লিটির খরচ 1 বিলিয়ন ইউরো।
NIF
লিভারমোর ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে (LLNL) ন্যাশনাল ইগনিশন ফ্যাসিলিটি (NIF) মার্চ 2009 সালে সম্পন্ন হয়েছিল। এর 192টি লেজার রশ্মি ব্যবহার করে, NIF আগের যেকোনো লেজার সিস্টেমের তুলনায় 60 গুণ বেশি শক্তিকে কেন্দ্রীভূত করতে সক্ষম৷
ঠান্ডা ফিউশন
1989 সালের মার্চ মাসে, দুই গবেষক, আমেরিকান স্ট্যানলি পন্স এবং ব্রিটিশ মার্টিন ফ্লিসম্যান, ঘোষণা করেছিলেন যে তারা ঘরের তাপমাত্রায় পরিচালিত একটি সাধারণ ডেস্কটপ কোল্ড ফিউশন চুল্লি চালু করেছেন। প্যালাডিয়াম ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করে ভারী জলের ইলেক্ট্রোলাইসিস প্রক্রিয়াটি অন্তর্ভুক্ত ছিল, যার উপর ডিউটেরিয়াম নিউক্লিয়াস উচ্চ ঘনত্বে কেন্দ্রীভূত ছিল। গবেষকরা দাবি করেন যে তাপ উত্পাদিত হয়েছিল যা শুধুমাত্র পারমাণবিক প্রক্রিয়ার পরিপ্রেক্ষিতে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে এবং হিলিয়াম, ট্রিটিয়াম এবং নিউট্রন সহ ফিউশন উপজাত ছিল। যাইহোক, অন্যান্য পরীক্ষার্থীরা এই অভিজ্ঞতার পুনরাবৃত্তি করতে ব্যর্থ হন। বেশিরভাগ বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায় বিশ্বাস করে না যে কোল্ড ফিউশন রিঅ্যাক্টর বাস্তব৷
স্বল্প-শক্তির পারমাণবিক বিক্রিয়া
"কোল্ড ফিউশন" দাবির দ্বারা সূচিত, কিছু অভিজ্ঞতামূলক সমর্থন সহ নিম্ন-শক্তির পারমাণবিক বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে গবেষণা অব্যাহত রয়েছে, কিন্তুসাধারণভাবে গৃহীত বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যা নয়। স্পষ্টতই, দুর্বল পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া নিউট্রন তৈরি এবং ক্যাপচার করতে ব্যবহৃত হয় (একটি শক্তিশালী শক্তির পরিবর্তে, যেমন পারমাণবিক বিভাজন বা ফিউশনে)। পরীক্ষায় একটি অনুঘটক বিছানার মাধ্যমে হাইড্রোজেন বা ডিউটেরিয়ামের প্রবেশ এবং একটি ধাতুর সাথে প্রতিক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত। গবেষকরা শক্তির একটি পর্যবেক্ষিত মুক্তির রিপোর্ট করেছেন। প্রধান ব্যবহারিক উদাহরণ হল নিকেল পাউডারের সাথে হাইড্রোজেনের মিথস্ক্রিয়া তাপ নিঃসরণের সাথে, যে পরিমাণ রাসায়নিক বিক্রিয়া দিতে পারে তার চেয়ে বেশি।
