#පර්යේෂණ

කෘත්‍රිම හිරු

හරිතාගාර වායු නිකුත් වීම හේතුවෙන් පෘථිවිය උණුසුම් වීම සහ සාම්ප්‍රදායික ෆොසිල ඉන්ධන (ගල් අඟුරු, තෙල් සහ ස්වාභාවික වායු) වේගයෙන් ක්ෂය වී යාම වත්මන් මානව වර්ගයා මුහුණ දී තිබෙන දරුණුතම අභියෝගයක්. මේ බලශක්ති අර්බුදයට සහ පාරිසරික අර්බුදයට ඇති එක ම සහ ස්ථිරසාර විසඳුම ලෙස විද්‍යාඥයන් දැන් දකින්නේ න්‍යෂ්ටික බලශක්තිය යොදා ගැනීම. ඒ අතරිනුත්  ඔවුන්  වඩාත් විශ්වාසය තබා ඇත්තේ න්‍යෂ්ටික  විලයන ශක්තිය (Nuclear Fusion Energy) භාවිතයට ගැනීම වෙත.

මේ ක්ෂේත්‍රයේ පෙරගමන්කරුවෙකු ලෙස ක්‍රියා කරන චීනය ‘කෘත්‍රිම සූර්යයා’ (Artificial Sun) ලෙස හැඳින්වෙන න්‍යෂ්ටික විලයන ව්‍යාපෘතියක් අරඹා අවසන්. චීනය ක්‍රියාත්මක කර ඇති  ‘කෘත්‍රිම හිරු’ නව ව්‍යාපෘතිය හඳුන්වා දී ඇත්තේ ටොකාමාක්  රියැක්ටරය හෙවත් EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) හැටියට. එය මානව ඉතිහාසයේ බලශක්ති ක්ෂේත්‍රයේ විශාලතම පෙරළියකට පාර කපන්නක්.

හිරු ඇතුළු තාරකා තුළ සිදුවන ස්වාභාවික බලශක්ති නිපැයුම් ක්‍රියාවලිය වන්නේ මේ න්‍යෂ්ටික විලයනය. එය මත ප්‍රතිනිර්මාණය කරමින් අනන්ත බලශක්තියක් නිපදවීමයි මෙහි අරමුණ. මේ අනුව චීනයේ ප්‍රධාන ඉලක්කය 2030 වසර වන විට වාණිජ මට්ටමේ විලයන බලශක්තිය ලබා ගැනීම. මෙය අනාගත ලෝකයේ අසීමිත, පිරිසුදු සහ ආරක්‍ෂිත බලශක්ති මූලාශ්‍රය වනු ඇතැයි යන දැඩි විශ්වාසයක් ඔවුන්ට තිබෙනවා.

න්‍යෂ්ටික විලයනය (Nuclear Fusion) සහ න්‍යෂ්ටික විඛණ්ඩනය (Nuclear Fission) යනු න්‍යෂ්ටික භෞතික විද්‍යාවේදී හඳුන්වා දෙන ශක්තිය මුදාහරින ප්‍රතිපක්ෂ ක්‍රියාවලි 02ක්. කෘත්‍රිම හිරු තුළ භාවිතයට ගන්නට යන න්‍යෂ්ටික විලයනයේදී සිදුවන්නේ සැහැල්ලු පරමාණුක න්‍යෂ්ටි 02ක් එකතු වී බරින් වැඩි න්‍යෂ්ටියක් සෑදීම. එනම් සැහැල්ලු හයිඩ්‍රජන් පරමානු 02ක් එකතු වී අහිතකර නොවන වායුවක් වන හීලියම් සෑදීම. එම අවස්ථාවේ ඉතා  අධික ශක්තියක් පිටවනවා.

බරින් වැඩි පරමාණුක න්‍යෂ්ටියක් කොටස් දෙකකට හෝ කිහිපයකට හෝ වෙන් වීමෙන් සිදු වන්නේ සාම්ප්‍රදායික ව න්‍යෂ්ටික බලය හැටියට බහුල ව කතාබහට ලක්වන බෝම්බ පවා සාදන න්‍යෂ්ටික විඛණ්ඩනය නම් ක්‍රියාවලියක්. ඒ ක්‍රියාවලිය බොහෝ අනතුරුදායක ප්‍රතිවිපාක සඳහා මග පාදන්නක්. මේ නිසා ම වඩාත් පරෙස්සම් සහිත වියලන හෙවත් න්‍යෂ්ටි එකතු කිරිමේ ක්‍රියාවලිය යොදා ගැනීමයි මෙහිදී සිදු වන්නේ.

න්‍යෂ්ටික විලයනයේදී පිටවන විකිරණශීලී අපද්‍රව්‍ය අවම වන අතර අපද්‍රව්‍ය ආයු කාලය අවුරුදු 100ට අඩුයි. එසේ ම නැවත භාවිත කළ හැකියි. විලයන බලශක්තිය නිපදවීමේදී  කිසිදු හරිතාගාර වායුවක් පිට වන්නේ නැහැ. මේ නිසා එමඟින් ගෝලීය උණුසුම ඉහළ යාම වැළැක්වීමට දරන පිරිවැය (Climate Finance) සහ ස්වාභාවික ආපදා නිසා ලෝක ආර්ථිකයට සිදුවන බිලියන ගණනක අලාභය වළක්වා ගත හැකියි. මේ සඳහා යොදා ගන්නා ඉන්ධනය හයිඩ්‍රජන් අයිසොටෝප වන ඩියුටීරියම් (Deuterium) සහ ටි්‍රටියම් (Tritium). ඩියුටීරියම් සාගර ජලයෙන් පහසුවෙන් නිස්සාරණය කරගත හැකියි. වත්මන් න්‍යෂ්ටික බලාගාර තුළ ඇති භයානක යුරේනියම් මෙන් නොව මේ ඉන්ධන මඟින් න්‍යෂ්ටික ආයුධ තැනීමේ අවදානමක් (Nuclear Proliferation) සහ ප්‍රවාහනයේදී පරිසරයට අනතුරක් නැහැ. යුරේනියම්/ප්ලූටෝනියම් අපද්‍රව්‍ය වසර සිය දහස් ගණනක් තිස්සේ අන්තරායකර ලෙස පවතිනවා. එහෙත් විලයන යන්ත්‍රවල ඇතුළත කොටස්වල ඇතිවන විකිරණශීලීතාව වසර 50-100ත් අතර කාලයක් ඇතුළත සම්පූර්ණයෙන් ම වැනසී යනවා.

බලාගාර තුළ පද්ධතිය බිඳ වැටුණහොත් වහා ප්‍රතික්‍රියාව නතර වන අතර පාලනයෙන් තොර වුවහොත් ප්‍රතික්‍රියාව නිතැතින් ම ඇන හිටින නිසා දැනට පවතින න්‍යෂ්ටික බලාගාර මෙන් පුපුරා යාමේ  අවදානමක් ද නැහැ. මෙහි ප්‍රතිඵලය වන්නේ විඛණ්ඩනයට වඩා 3, 4 ගුණයක් දක්වා වැඩි ශක්තියක්. චීනයේ අරමුණ ලොව අධි බලශක්ති නිෂ්පාදනයේ පෙරමුණ ගැනීම. ඒ අනුව ඔවුන් කෘත්‍රිම හිරු නිපදවන්නේ අනාගත ලෝකයේ ප්‍රමුඛ බලශක්ති බෙදා හරින්නා බවට පත් වන්නට. මේ සඳහා ඔවුන් යොදා ගන්නේ සොබා දහමේ ප්‍රතිනිර්මාණයක්. ඒ, අපේ සූර්යයා මහ පොළොව මත නිර්මාණය. විද්‍යාත්මක ව බැලුවහොත් අපේ සූර්යයා යනු දැවැන්ත න්‍යෂ්ටික විලයන උදුනක්. සූර්යයාගේ හරයේ ඇති අධික ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ අතිශය උෂ්ණත්වය හේතුවෙන් එහි හයිඩ්‍රජන් පරමාණු එකිනෙක ගැටී හීලියම් බවට හැරෙනවා. මේ ක්‍රියාවලියේදී ස්කන්ධයෙන් සුළු කොටසක් අතිමහත් බලශක්තියක් ලෙස පිට වන අතර එය හඳුන්වන්නේ න්‍යෂ්ටික විලයන ශක්තිය ලෙස.

පෘථිවිය මත මෙබඳු න්‍යෂ්ටික විලයන උදුනක් තැනීමට අවශ්‍ය ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය කෘත්‍රිම ව නිර්මාණය කළ නොහැකි බැවින් විද්‍යාඥයන් ඊට විකල්ප ක්‍රමයක් භාවිත කරනවා. මේ අරමුණ වෙනුවෙන් භාවිත කරන ප්‍රධාන තාක්ෂණය වන්නේ ටොකාමාක් (Tokamak) නමින් හැඳින්වෙන ඩෝනට් හැඩැති රික්ත කුටීරයක්. මෙය තුළ හයිඩ්‍රජන් සමස්ථානික (ඩියුටීරියම් සහ ටි්‍රටියම්) අධික ලෙස රත් කර ප්ලාස්මා (Plasma) තත්ත්වයට පත් කෙරෙනවා. ප්ලාස්මා අවස්ථාවේ පවතින ද්‍රව්‍යයක උෂ්ණත්වය සූර්යයාගේ හරයට වඩා 06 ගුණයක් පමණ එනම්, සෙල්සියස් අංශක මිලියන 100 ඉක්මවා යනවා.

මෙතරම් අධික උෂ්ණත්වයක් දරාගත හැකි කිසිදු භෞතික ද්‍රව්‍යයක් පෘථිවියේ නැහැ. එබැවින් මේ අධික උණුසුම් ප්ලාස්මා වළල්ල කුටීරයේ බිත්තිවල නොගැටී මැද ම රඳවා තබා ගැනීම සඳහා අතිශය බලවත් සුපිරි සන්නායක චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක්  (Superconducting Magnetic Fields) යොදා ගන්නවා.

න්‍යෂ්ටික විලයන තාක්ෂණයේ ඇති දැවැන්තම අභියෝගයක් වන්නේ සහ එහි ප්‍රමුඛයකු වන්නට අත්‍යවශ්‍ය වන්නේ ප්ලාස්මා පාලනය කරන මේ චුම්බක පද්ධතිය නිර්මාණය කිරීම. චීන විද්‍යාඥයන් විසින් ටොකාමාක් රියැක්ටරයක් සඳහා අවශ්‍ය මෙතෙක් ලෝකයේ ඉදි කළ විශාලතම සුපිරි සන්නායකය නොබෝදා සාර්ථක ව නිමවා පරීක්ෂාවට ලක් කරනු ලැබුවා.

ටොන් 582ක බරකින් යුත්, මීටර් 21ක් දිග සහ මීටර් 12ක් පළල මේ යෝධ චුම්බකය, අන්තර්ජාතික තාප-න්‍යෂ්ටික පර්යේෂණ රියැක්ටරය (ITER) වැනි ගෝලීය ව්‍යාපෘතිවලටත් වඩා බලවත් වූවක්. චීනයේ විද්‍යා ඇකඩමිය (Chinese Academy of Sciences – CAS) යටතේ ක්‍රියාත්මක වන විද්‍යාඥයන් පිරිසක් මේ පර්යේෂණවල ප්‍රමුඛ ව සිටින අතර ඔවුන් මේ  ‘කෘත්‍රිම හිරු’ පර්යේෂණ රටේ ස්ථාන කිහිපයක ම සිදු කරනවා.

චීනයේ වඩාත් ම ප්‍රසිද්ධ ‘කෘත්‍රිම සූර්යයා’ වන්නේ කලින් සඳහන් කළ ටොකාමාක්  රියැක්ටරය. එරට අන්හුයි පළාතේ හෙෆෙයි නගරයේ පිහිටා ඇති මෙය ලෝකයේ විවිධ රටවල විද්‍යාඥයන්ට විවෘත පර්යේෂණ වේදිකාවක් ද වනවා. වාණිජමය වශයෙන් න්‍යෂ්ටික විලයනයෙන් විදුලිය උත්පාදනය කිරීමට නම්, ප්ලාස්මා තත්ත්වය තත්පර කිහිපයකින් නොනැවතී, දහස් ගණනක කාලයක් ස්ථාවර ව පවත්වා ගත යුතුයි. මේ අරමුණ වෙනුවෙන් EAST රියැක්ටරය විසින් මෑතකදී සිදු කළ පර්යේෂණයකදී අධි-සීමාකාරී ප්ලාස්මා තත්ත්වයක් (High-confinement H-mode) අඛණ්ඩ ව තත්පර 1,066ක් (විනාඩි 17කට අධික කාලයක්) සාර්ථක ව පවත්වා ගනිමින් අතිවිශිෂ්ට ලෝක වාර්තාවක් පිහිටුවනු ලැබුවා.

සිචුවාන් පළාතේ චංඩු නගරයේ පිහිටා ඇති HL-3 (පෙර HL-2M) නමැති රියැක්ටරය මඟින් ඉලෙක්ට්‍රෝන මෙන් ම අයන ද සෙල්සියස් අංශක මිලියන 100කට වඩා වැඩි උෂ්ණත්වයකට ලක් කිරීමට සමත් වී තිබෙනවා.

චීනය මේ පර්යේෂණ හුදෙක් විද්‍යාත්මක කුතුහලය සපුරා ගැනීමට පමණක් සිදු කරන්නේ නැහැ. ඔවුන් සතු ව පැහැදිලි ආර්ථික සහ කාර්මික ඉලක්ක පවතිනවා. ඒ අනුව 2027 වනවිට හෙෆෙයි නගරයේ ඉදි කරමින් පවතින ඊළඟ පරම්පරාවේ සංයුක්ත විලයන පර්යේෂණාත්මක ව්‍යාපෘතිය නිම කිරීමටයි නියමිත. මෙහිදී ඩියුටීරියම්-ටි්‍රටියම් මිශ්‍රණ භාවිත කරමින් සැබෑ දහන ප්ලාස්මා (Burning Plasma) තත්ත්ව අත්හදා බැලෙනවා. චීන රජයේ නිල සැලසුම්වලට අනුව 2030 වසර වන විට න්‍යෂ්ටික විලයන ශක්තිය භාවිතයෙන් ප්‍රථම වතාවට වාණිජමය මට්ටමින් විදුලිබලය ජාලයට එක් කිරීමට අවශ්‍ය මූලික පියවර තැබීමට නියමිත ව තිබෙනවා.

චීනයේ කෘත්‍රිම සූර්ය ව්‍යාපෘතිය යනු හුදෙක් එක් රටක ජයග්‍රහණයක් පමණක් නොව එය මුළුමහත් මානව වර්ගයාගේ ම අනාගතය වෙනුවෙන් තබන ලද දැවැන්ත පියවරක්. ප්‍රංශයේ ක්‍රියාත්මක වන ජාත්‍යන්තර තාප-න්‍යෂ්ටික පර්යේෂණ රියැක්ටරය (ITER) වැනි ගෝලීය මහා ව්‍යාපෘති සමඟ ද අත්වැල් බැඳ ගනිමින් චීනය මේ පර්යේෂණ ඉදිරියට ගෙන යනවා. චීනයට අමතර ව මේ වනවිට ‘කෘත්‍රිම හිරු’ තාක්ෂණය සහිත රටවල් පවතින්නේ ගණනාවක්. දකුණු කොරියාව, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය, මෙරට National Ignition Facility (NIF) වැනි දැවැන්ත පර්යේෂණාගාර ඔස්සේ විලයන බලශක්තිය නිපදවනවා. එක්සත් රාජධානිය, ජපානය මේ පර්යේෂණ සිදු කරන අතර රුසියාව T-15MD ඇතුළු ටොකාමාක් (Tokamak) තාක්ෂණයේ මුල් ම පුරෝගාමී පද්ධති පවත්වාගෙන යනවා. මෙයට අමතර ව ප්‍රංශයේ ඉදිවෙමින් පවතින ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) යනු දැනට ලොව විශාලතම ‘කෘත්‍රිම හිරු’ ව්‍යාපෘතිය වනවා. මෙය රටවල් 35ක එකතුවකින් ක්‍රියාත්මකයි. එහෙත් චීනය සිටින්නේ මේ පර්‌යේෂණවල  සාර්ථකත්වය කරා ඉක්මන් පියවර තබමින් 

පෞද්ගලික අංශයේ දායකත්වය ද (ෂැංහයිහි ක්‍රියාත්මක වන ෂෙන්ගුවාං වැනි සමාගම්) මේ සඳහා දැන් ලැබී තිබීම මේ තාක්ෂණය අපේක්ෂිත ප්‍රමාණයටත් වඩා වේගයෙන් ප්‍රායෝගික ලෝකයට පැමිණීමේ ඉඩකඩ වැඩි කර තිබෙනවා. මීළඟ දශකය තුළ (2030 වන විට) වාණිජමය විදුලි උත්පාදනය සාර්ථක කර ගැනීමට චීනය සමත් වුවහොත් එය පෘථිවියේ බලශක්ති ඉතිහාසයේ නව යුගයක් බිහි කරනු ඇති අතර බලශක්තිය වෙනුවෙන් ලෝකය සතු වූ සියලු භූ-දේශපාලනික අරගල සම්පූර්ණයෙන් ම වෙනස් කරනු නිසැකයි.