સંશોધકો પ્લાઝ્મા ટર્બ્યુલન્સની આગાહી કરવામાં મુખ્ય સીમાચિહ્નરૂપ સિદ્ધિ મેળવી

ફ્યુઝન ઉર્જા, પ્રકાશ અણુ ન્યુક્લીને ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે ફ્યુઝ કરવાની પ્રક્રિયા, લાંબા સમયથી સ્વચ્છ અને વર્ચ્યુઅલ રીતે અમર્યાદિત શક્તિ સ્ત્રોતની ચાવી માનવામાં આવે છે. ચુંબકીય બંધન ફ્યુઝન, ફ્યુઝન પ્રાપ્ત કરવા માટેનો સૌથી અદ્યતન અભિગમ, પ્લાઝ્મા – લાખો ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ કરાયેલ આયનાઇઝ્ડ ગેસ – ને ચુંબકીય ક્ષેત્રની અંદર ફસાવે છે. સતત ઉર્જા ઉત્પાદન માટે, પ્લાઝ્માએ શક્ય તેટલી ઉર્જા જાળવી રાખવી જોઈએ. આ ધ્યેય પ્લાઝ્મામાં થતી અશાંતિને સમજવા અને નિયંત્રિત કરવા પર ખૂબ આધાર રાખે છે.

જેમ કે મેક્સ પ્લાન્ક ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર પ્લાઝ્મા ફિઝિક્સ (IPP) ના ભૌતિકશાસ્ત્રી ડૉ. ક્લારા હોફલર સમજાવે છે, પ્લાઝ્મામાં અશાંતિ ફાયદાકારક અને નુકસાનકારક બંને હોઈ શકે છે. તે ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાના ઉપ-ઉત્પાદનો, હિલીયમ ન્યુક્લીને પ્લાઝ્મામાંથી બહાર કાઢવામાં મદદ કરે છે. જો કે, અતિશય અશાંતિ પ્લાઝ્મા કોરમાંથી ગરમીને ખૂબ ઝડપથી બહાર નીકળી જવાથી ઊર્જા નુકશાન તરફ દોરી શકે છે. ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ કાર્યક્ષમ અને ટકાઉ બંને રીતે થાય છે તેની ખાતરી કરવા માટે શ્રેષ્ઠ સંતુલન પ્રાપ્ત કરવું મહત્વપૂર્ણ છે.

નેચર કોમ્યુનિકેશન્સમાં પ્રકાશિત ટીમના કાર્યમાં, ફ્યુઝન પ્લાઝ્મામાં ટર્બ્યુલન્સની આગાહી કરવામાં GENE સિમ્યુલેશન કોડની ચોકસાઈની પુષ્ટિ કરવામાં આવી છે. આ સફળતા ફ્યુઝન સંશોધનમાં એક મહત્વપૂર્ણ ક્ષણ દર્શાવે છે, જે ફ્યુઝન રિએક્ટરના પ્રદર્શનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા અને ઊર્જા બંધન માટે આગાહીઓમાં સુધારો કરવા માટે જરૂરી ડેટા પ્રદાન કરે છે.

ફ્યુઝન પ્લાઝ્મામાં ટર્બ્યુલન્સ મદદરૂપ અને નુકસાનકારક બંને હોઈ શકે છે. જ્યારે તે પ્લાઝ્મામાંથી હિલીયમ ન્યુક્લી (ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાના ઉપ-ઉત્પાદનો) પરિવહન કરવામાં ફાયદાકારક છે, ત્યારે વધુ પડતી ટર્બ્યુલન્સ પ્લાઝ્માની ઊર્જાને ઝડપથી ઘટાડી શકે છે. આ કોફીના કપને હલાવવા જેવું છે: તમે જેટલું વધુ હલાવો છો, તેટલું ઝડપથી દૂધ કોફીમાં ભળી જાય છે, જેમ કે ટર્બ્યુલન્સ પ્લાઝ્મામાંથી ઊર્જાને ખૂબ ઝડપથી બહાર નીકળવા દે છે.

સંશોધકો લાંબા સમયથી ઊર્જા બંધનને મહત્તમ કરવા માટે આ ટર્બ્યુલન્સને નિયંત્રિત અને નિયંત્રિત કરવાના રસ્તાઓ શોધી રહ્યા છે. ઊંડી સમજ મેળવવા માટે, મેક્સ પ્લાન્ક ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર પ્લાઝ્મા ફિઝિક્સ (IPP) ના ડૉ. ક્લારા હોફલર અને તેમના સાથીઓએ IPP ના ASDEX અપગ્રેડ ફ્યુઝન ડિવાઇસમાં વિશ્વ-સ્તરીય ડાયગ્નોસ્ટિક સાધનોનો ઉપયોગ અભૂતપૂર્વ વિગતવાર ટર્બ્યુલન્સનું અવલોકન કરવા માટે કર્યો. પ્લાઝ્મા તાપમાન અને ઘનતાના વધઘટનું પરીક્ષણ કરીને, ટીમ GENE કોડ દ્વારા જનરેટ થયેલા સિમ્યુલેશન સાથે પ્રાયોગિક માપનની તુલના કરવામાં સક્ષમ હતી.

AUG ના પોલોઇડલ ક્રોસ-સેક્શન જેમાં ફ્લક્સ સપાટીઓ (કાળી રેખાઓ) અને ગાયરોકાઇનેટિક સિમ્યુલેશનમાંથી ઘનતાના વધઘટનો સમાવેશ થાય છે. ઝૂમ કરેલી વિંડોઝ માપન સ્થાન પર (b) ઘનતાના વધઘટ દર્શાવે છે. વધુમાં, રે-ટ્રેસિંગ (લીલો) માંથી પ્રોબિંગ બીમ અને 2D ફુલ-વેવ સિમ્યુલેશન (ગ્રેના શેડ્સ) માંથી વજન કાર્ય બતાવવામાં આવ્યું છે. પેનલ (c) ટોરબીમ અને ECRad કોડમાંથી મેળવેલા CECE માપન વોલ્યુમો (કાળા લંબગોળ) સાથે તાપમાનના વધઘટ દર્શાવે છે.

GENE કોડનું પ્રમાણીકરણ અને આશ્ચર્યજનક પરિણામો

પ્રથમ વખત, ટીમે પ્રાયોગિક ડેટા અને GENE સિમ્યુલેશન વચ્ચે વ્યાપક કરાર પ્રાપ્ત કર્યો. આ અદ્યતન ડાયગ્નોસ્ટિક ટૂલ્સ અને સિમ્યુલેશનના સંયોજન દ્વારા શક્ય બન્યું હતું જે પ્લાઝ્માની અંદર જટિલ અશાંત પ્રક્રિયાઓનું મોડેલિંગ કરે છે. IPP ખાતે વિકસાવવામાં આવેલ વૈશ્વિક સ્તરે માન્યતા પ્રાપ્ત કોડ GENE, અણધારી ઘટનાઓ બની ત્યારે પણ પ્રાયોગિક પરિણામોનું સચોટ પુનઃઉત્પાદન કરે છે.