आणविक संलयन एक प्रक्रिया हो जहाँ दुई प्रकाश आणविक केन्द्रकहरू एक भारी न्यूक्लियस बनाउनको लागि मिल्छ, प्रक्रियामा ऊर्जा जारी गर्दछ। यो उही प्रक्रिया हो जसले सूर्य र अन्य ताराहरूलाई शक्ति दिन्छ, ऊर्जाको विशाल स्रोत प्रदान गर्दछ। आणविक विखंडनको विपरीत, जसले उर्जा जारी गर्न भारी परमाणुहरूलाई विभाजित गर्दछ, फ्युजनले यी परमाणुहरूलाई एकसाथ जोड्दछ। फ्युजनसँग सफा ऊर्जाको लगभग असीमित स्रोत प्रदान गर्ने क्षमता छ, यदि यसलाई पृथ्वीमा नियन्त्रण र दिगो बनाउन सकिन्छ।
सरल शब्दहरूमा, परमाणु संलयनले हाइड्रोजन जस्ता दुई लाइट परमाणुहरूको केन्द्रकलाई मिलाएर हेलियम जस्तै एकल भारी परमाणु बनाउन समावेश गर्दछ। नतिजाको परमाणुको द्रव्यमान र बाँकी रहेका सामग्रीहरू मूल परमाणुहरूको द्रव्यमानभन्दा कम हुन्छन्। आइन्स्टाइनको समीकरण, \(E = mc^2\) अनुसार, द्रव्यमानमा भएको यो हानि ठूलो मात्रामा ऊर्जामा परिणत हुन्छ, जहाँ \(E\) उत्पादन हुने ऊर्जा हो, \(m\) हराएको द्रव्यमान हो, र \(c\) प्रकाशको गति हो।
यस प्रक्रियालाई सकारात्मक रूपमा चार्ज गरिएको न्यूक्लीहरू बीचको प्रतिकर्षणको इलेक्ट्रोस्टेटिक बलहरूमाथि विजय प्राप्त गर्न अत्यधिक उच्च तापक्रम र दबाब चाहिन्छ। सूर्यको मूल भागमा, जहाँ प्राकृतिक रूपमा फ्युजन हुन्छ, तापक्रम १ करोड ५० लाख डिग्री सेल्सियसभन्दा माथि बढ्छ, र दबाब अत्याधिक हुन्छ, जसले नाभिकहरूलाई फ्युजन गर्नको लागि पर्याप्त नजिक आउनको लागि सही अवस्था प्रदान गर्दछ।
त्यहाँ धेरै प्रकारका फ्यूजन प्रतिक्रियाहरू छन् जुन हुन सक्छ, प्रत्येक फरक रिएक्टेन्टहरू र उत्पादनहरूसँग। सबैभन्दा प्रसिद्ध र अनुसन्धान गरिएका प्रतिक्रियाहरूमा हाइड्रोजनको आइसोटोपहरू समावेश छन्: ड्यूटेरियम ( \(D\) ) र ट्रिटियम ( \(T\) ):
परमाणु संलयनको सन्दर्भमा, रेडियोएक्टिभिटीले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ, विशेष गरी ट्रिटियम समावेश प्रतिक्रियाहरूमा। ट्रिटियम हाइड्रोजनको रेडियोएक्टिभ आइसोटोप हो, लगभग 12.3 वर्षको आधा-जीवनको साथ, यसको मतलब यो समयको साथ क्षय हुन्छ, बीटा कणहरू (इलेक्ट्रोनहरू) जारी गर्दछ र स्थिर हीलियम-3 मा रूपान्तरण हुन्छ। DT फ्युजन प्रतिक्रिया विशेष चासोको विषय हो किनभने यसले कुशलतापूर्वक ठूलो मात्रामा ऊर्जा उत्पादन गर्दछ र रिलिज गरिएको न्यूट्रोनलाई न्यूट्रोन सक्रियता भनिने प्रक्रिया मार्फत लिथियमबाट थप ट्रिटियम उत्पन्न गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ:
\( \textrm{लिथियम -6} + \textrm{न्यूट्रोन} \rightarrow \textrm{ट्रिटियम} + \textrm{हेलियम-4} \)पृथ्वीमा नियन्त्रित आणविक फ्यूजन प्राप्त गर्न प्रक्रियाको लागि आवश्यक चरम अवस्थाहरूको कारण चुनौतीपूर्ण भएको छ। दुई मुख्य दृष्टिकोणहरू पछ्याइएको छ:
आणविक फ्युजनले लगभग असीमित, ऊर्जाको स्वच्छ स्रोतको प्रतिज्ञा प्रदान गर्दछ। जीवाश्म ईन्धनको विपरीत, फ्युजनले हरितगृह ग्यासहरू वा लामो समयसम्म रहने रेडियोधर्मी फोहोर उत्पादन गर्दैन। फ्युजनको लागि इन्धन, ड्युटेरियम, समुद्री पानीबाट निकाल्न सकिन्छ, यसलाई वस्तुतः असीमित बनाउँछ, र ट्रिटियम लिथियमबाट प्रजनन गर्न सकिन्छ, जुन अपेक्षाकृत प्रशस्त छ। एक पटक प्राविधिक र वैज्ञानिक चुनौतिहरू पार गरिसकेपछि, फ्युजनले दिगो र कार्बन तटस्थ भविष्यमा योगदान गर्दै विश्वव्यापी ऊर्जा उत्पादनमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्न सक्छ।
आणविक फ्युजनले दिगो ऊर्जा समाधान खोज्ने मानव उपलब्धिको शिखरलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। सूर्यले सहज रूपमा आफ्नो केन्द्रमा फ्युजन गर्ने कार्य गर्दा, नियन्त्रित अवस्थामा पृथ्वीमा यस प्रक्रियालाई नक्कल गर्नु हाम्रो समयको सबैभन्दा ठूलो वैज्ञानिक र इन्जिनियरिङ चुनौतीहरू मध्ये एक हो। फ्युजन ऊर्जाको सफल विकासले हामीले हाम्रो संसारलाई कसरी शक्ति दिन्छ भन्ने क्रान्तिकारी, सफा, सुरक्षित, र अपरिहार्य ऊर्जा स्रोतको लागि हाम्रो खोजमा महत्त्वपूर्ण कोसेढुङ्गा चिन्ह लगाउनेछ।
