Q. Can nuclear fusion energy emerge as clean source of energy in coming years? Evaluate.
(GS3, 10 marks, 150 words)
प्रश्न: क्या परमाणु संलयन ऊर्जा आने वाले वर्षों में ऊर्जा के स्वच्छ स्रोत के रूप में उभर सकती है? मूल्यांकन करें।
(जीएस3, 10 अंक, 150 शब्द)
Model Answer:
Nuclear fusion is the process by which two light atomic nuclei combine to form a single heavier one while releasing massive amounts of energy. It is the opposite of nuclear fission, where heavy atoms are split apart.
Nuclear fusion is described as the “holy grail” of energy production. It is the process that powers the Sun and other stars. Fusion reactions take place in a state of matter called plasma — a hot, charged gas made of positive ions and free-moving electrons with unique properties distinct from solids, liquids, or gases.
Potential of nuclear fusion energy to be a source of clean-energy in the near future:
-
Nuclear fission reactors used currently produce a lot of radioactive waste, which can be dangerous and must be stored safely – potentially for hundreds of years whereas the waste produced by nuclear fusion is less radioactive and decays much more quickly
-
Nuclear fusion doesn’t need fossil fuels like oil or gas
-
It also doesn’t generate greenhouse gases.
-
Most fusion experiments use hydrogen, which can be extracted cheaply from seawater and lithium, i.e., fuel supplies could last for millions of years.
-
Fusion could generate four times more energy per kilogram of fuel than fission (used in nuclear power plants) and nearly four million times more energy than burning oil or coal.
-
Energy by nuclear fusion is one of mankind’s long standing quests as it promises to be low carbon, safer than how nuclear energy is now produced and, with an efficiency that can technically exceed a 100%.
Challenges with Nuclear Fusion:
-
It has been particularly difficult to obtain high enough plasma densities, temperatures, and energy confinement times simultaneously for a reactor to approach ignition conditions.
-
Forcing and keeping the elements together in fusion requires very high temperatures and pressures.
Harnessing energy from controlled nuclear fusion reactions could play a vital role in mitigating climate change. The recent achievements provide an encouraging way forward in this regard.
मॉडल उत्तर:
परमाणु संलयन वह प्रक्रिया है, जिसके द्वारा दो हल्के परमाणु नाभिक मिलकर एक भारी परमाणु बनाते हैं और भारी मात्रा में ऊर्जा मुक्त करते हैं। यह परमाणु विखंडन के विपरीत अभिक्रिया है, जहां भारी परमाणु नाभिक विभाजित हो जाते हैं।
परमाणु संलयन को ऊर्जा उत्पादन की "पवित्र कब्र" (हॉली ग्रेल) के रूप में वर्णित किया गया है। यह वह प्रक्रिया है, जो सूर्य और अन्य तारों को शक्ति प्रदान करती है। संलयन अभिक्रियाएं पदार्थ की उस अवस्था में होती हैं, जिसे प्लाज़्मा कहा जाता है - एक गर्म, आवेशित गैस जो सकारात्मक आयनों और मुक्त-गति वाले इलेक्ट्रॉनों से बनी होती है, जिसमें ठोस, तरल या गैसों से अलग अद्वितीय गुण होते हैं।
निकट भविष्य में परमाणु संलयन ऊर्जा के स्वच्छ-ऊर्जा का स्रोत बनने की क्षमता:
-
वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले परमाणु विखंडन रिएक्टर बहुत सारे रेडियोधर्मी अपशिष्ट का उत्पादन करते हैं, जो खतरनाक हो सकता है। अत: इसे सुरक्षित रूप से संग्रहीत किया जाना चाहिए - संभावित रूप से सैकड़ों वर्षों तक, जबकि परमाणु संलयन द्वारा उत्पादित अपशिष्ट कम रेडियोधर्मी होता है और बहुत तेजी से क्षय होता है।
-
परमाणु संलयन के लिए तेल या गैस जैसे जीवाश्म ईंधन की आवश्यकता नहीं होती है
-
यह ग्रीनहाउस गैसों (जीएचजी) का उत्पादन भी नहीं करता है।
-
अधिकांश संलयन प्रयोगों में हाइड्रोजन का उपयोग किया जाता है, जिसे समुद्री जल और लिथियम से सस्ते में प्राप्त किया जा सकता है, अर्थात यह ईंधन की आपूर्ति लाखों वर्षों तक चल सकती है।
-
प्रति किलोग्राम ईंधन विखंडन (परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में प्रयुक्त) की तुलना में, संलयन अभिक्रिया, चार गुना अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है और तेल या कोयला जलाने की तुलना में लगभग चार मिलियन गुना अधिक ऊर्जा उत्पन्न कर सकता है।
-
परमाणु संलयन द्वारा ऊर्जा प्राप्ति मानव जाति की लंबे समय से चली आ रही खोजों में से एक है, क्योंकि यह निम्न कार्बन वाली, वर्तमान परमाणु ऊर्जा का उत्पादन प्रक्रिया की तुलना में अधिक सुरक्षित और तकनीकी रूप से 100% से अधिक की दक्षता के साथ सुरक्षित होने का वादा करती है।
परमाणु संलयन से जुड़ी चुनौतियाँ:
-
किसी रिएक्टर के लिए दहन की स्थिति तक पहुंचने के लिए, एक साथ पर्याप्त उच्च प्लाज्मा घनत्व, तापमान और ऊर्जा परिरोध समय (एनर्जी कॉनफ़ाइनमेंट टाइम) प्राप्त करना विशेष रूप से कठिन रहा है।
-
प्रयोज्य तत्वों को बलपूर्वक संलयन अभिक्रिया के दौरान एक साथ रखने के लिए बहुत अधिक तापमान और दबाव की आवश्यकता होती है।
निष्कर्षत: नियंत्रित परमाणु संलयन प्रतिक्रियाओं से ऊर्जा प्राप्त करना जलवायु परिवर्तन को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। हाल की उपलब्धियाँ इस संबंध में आगे बढ़ने के लिए एक उत्साहजनक मार्ग प्रदान करती हैं।
Note:
1. Rename PDF file with your NAME and DATE, then upload it on the website to avoid any technical issues.
2. Kindly upload only a scanned PDF copy of your answer. Simple photographs of the answer will not be evaluated!
3. Write your NAME at the top of the answer sheet. Answer sheets without NAME will not be evaluated, in any case.
Submit your answer