अत्याधुनिक जनरेटर '800 लाइटनिंग बोल्ट' पेक्षा जास्त ऊर्जा तयार करू शकतो

सरासरी, एक विजेचा बोल्ट 300 दशलक्ष व्होल्ट आणि 30,000 amps विद्युत प्रवाह निर्माण करतो. हे प्रश्न निर्माण करते – फक्त कोणत्या प्रकारच्या परिस्थितीसाठी 800 लाइटनिंग बोल्टच्या समतुल्य ऊर्जा तयार करू शकेल अशा जनरेटरची आवश्यकता असेल? हा एक जनरेटर नाही ज्याकडे तुम्ही गॅसोलीनच्या कॅनसह संपर्क साधता, किंवा पॉवर अयशस्वी झाल्यास घरगुती बॅकअप म्हणून वापरला जाऊ शकतो, किंवा औद्योगिक प्रमाणात वीज पुरवण्यासाठी काही आवश्यक देखील नाही — प्रश्नातील जनरेटर त्यापलीकडे जातो आणि न्यूक्लियर फ्यूजन ऍप्लिकेशन्सच्या क्षेत्रात जातो.

अणु संलयन हे अनेकदा भविष्यातील शक्ती म्हणून उद्धृत केले जाते. मूलभूतपणे, न्यूक्लियर फ्यूजन – एक क्षेत्र ज्यामध्ये अलीकडेच मोठे यश आले आहे – तीच प्रक्रिया आहे जी सूर्याला शक्ती देते. टायटन प्रतिबाधा-जुळणारा मार्क्स जनरेटर (IMG) ही एक प्रायोगिक, संशोधन-श्रेणी, स्पंदित-पॉवर प्रणाली आहे जी अल्ट्रा-तीव्र विद्युत डिस्चार्ज सोडण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे. न्यूक्लियर फ्यूजनचे स्वप्न साकार करण्यात मदत करणारे हे एक सहयोगी तंत्रज्ञान आहे.

जसे आपण नंतर एक्सप्लोर करतो, ते मार्क्स जनरेटरवर आधारित आहे, एक शतक जुने तंत्रज्ञान. त्याचे संभाव्य अनुप्रयोग फ्यूजन संशोधन, प्रगत सामग्री चाचणी आणि अगदी राष्ट्रीय सुरक्षा संशोधनापर्यंत पसरलेले आहेत. हा इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंगचा एक अत्याधुनिक भाग आहे जो इलेक्ट्रिकल सिस्टीम हाताळू शकते या अत्यंत मर्यादेवर कार्य करतो.

चला एका विद्युतीकरणाच्या वस्तुस्थितीपासून सुरुवात करूया: 100 नॅनोसेकंदांसाठी, टायटन जनरेटर न्यूयॉर्क, दुबई, टोकियो आणि शांघाय यांच्यापेक्षा जास्त वीज वापरतो. एका सेकंदाच्या तेवढ्याच अंशासाठी, या पशूला पृथ्वीवरील सर्वात जास्त शक्ती-भुकेलेल्या चार शहरांपेक्षा जास्त ऊर्जा आवश्यक आहे. हे खरोखरच अत्यंत अभियांत्रिकी आहे, परंतु IMG म्हणजे काय? जरी एर्विन मार्क्स निकोला टेस्ला सारख्या प्रभावशाली शोधकांसारखा प्रसिद्ध नसला तरी त्याने त्याच्या नावाचा जनरेटर शोधला. त्यांनी 1924 मध्ये पहिला मार्क्स जनरेटर विकसित केला. या कल्पनेमागील तत्त्व विलक्षण सोपे आहे. कॅपेसिटरच्या बँक चार्ज करण्यासाठी कमी व्होल्टेजचा वापर केला जातो, जो नंतर उच्च-व्होल्टेज डाळी निर्माण करण्यासाठी संचयित वीज मालिकेत सोडतो. मूलत:, फुगा उडवणे आणि नंतर एकाच वेळी सर्व हवा सोडणे हे समान तत्त्व आहे.

IMGs हे पॉवर डिलिव्हरी ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. नावाप्रमाणेच, IMGs आउटपुट प्रतिबाधा आणि लोड प्रतिबाधाशी जुळतात. या दृष्टिकोनाचे “पारंपारिक” मार्क्स जनरेटरपेक्षा बरेच फायदे आहेत. आर्किटेक्चरपासून सुरुवात करून, IMG अतिरिक्त पल्स-कंप्रेशन हार्डवेअरची आवश्यकता कमी करते. हे केवळ डिझाइन सुलभ करत नाही, तर जनरेटरची ऊर्जा कार्यक्षमता देखील वाढवते (जे 100-नॅनोसेकंद पॉवर मागणी लक्षात घेऊन देखील आहे). याव्यतिरिक्त, जनरेटरचे “प्रतिबाधा जुळणारे” वैशिष्ट्य हे सुनिश्चित करते की अधिक संचयित ऊर्जा त्याच्या लक्ष्यापर्यंत पोहोचते. किंबहुना, योग्य प्रतिबाधा जुळण्यामुळे ऊर्जा-वितरण कार्यक्षमता 90% पर्यंत पोहोचते, ज्यामुळे ते पारंपारिक मार्क्स जनरेटरपेक्षा अधिक कार्यक्षम बनतात.

टायटन जनरेटर डेलावेअर-आधारित फ्यूज एनर्जी टेक्नॉलॉजीजद्वारे निर्मित आहे. कंपनीचे म्हणणे आहे की फ्यूजन एनर्जीमध्ये आमचे संक्रमण वेगवान करणे आणि अमेरिका आणि त्याचे सहयोगी या क्षेत्रात संबंधित राहतील याची खात्री करणे हे त्यांचे ध्येय आहे. टायटन हा या रोडमॅपचा महत्त्वाचा भाग आहे. विशेष म्हणजे, फ्यूज एनर्जीचा सोळा टायटन मॉड्युल समांतर जोडण्याचा मानस आहे ज्यामुळे “झेड-स्टार” नावाची सुविधा निर्माण होईल. कंपनीने या सुविधेला “इंटरमीडिएट नेक्स्ट-जनरेशन पल्स्ड-पॉवर (NGPP) सुविधा” असे संबोधले आहे आणि आशा आहे की यामुळे तिचा व्यावसायिक आणि सरकारी ग्राहक आधार वाढू शकेल.

प्रायोगिक परिणाम 330 GW पीक पॉवर वितरीत करणारी सहा-स्टेज आवृत्तीचे वर्णन करत असले तरी, पूर्ण 14-स्टेज टायटन आउटपुटच्या टेरावॉटपर्यंत पोहोचण्याची अपेक्षा आहे. ही खरोखर किती उर्जा आहे याविषयी काही संदर्भ देण्यासाठी, हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की एप्रिल 2024 मध्ये, यूएसची संपूर्ण पवन उर्जा निर्मिती क्षमता 150.1 GW होती आणि सर्वात मोठी तैनात पवन टर्बाइन केवळ 15 मेगावाट निर्मिती करते. मार्क्स जनरेटरमागील मूळ कल्पना तुलनेने सोपी असली तरी टायटन आयएमजी काहीही आहे. अशा अत्यंत कडधान्यांचे उत्पादन करण्यासाठी, 22-टन टायटन 40,000 हून अधिक भागांनी बनलेले आहे, 5,283 गॅलन (20,000 लिटर) तेल वापरते आणि सतत 169 गॅलन (640 लीटर) डीआयोनाइज्ड पाणी फिरवते. या सर्व तंत्रज्ञानाचा परिणाम? एक अत्याधुनिक जनरेटर जो – एका शॉटने – एकाच वेळी 800 पेक्षा जास्त लाइटनिंग बोल्ट फायरिंगच्या समतुल्य ऊर्जा वितरीत करू शकतो आणि फ्यूजला आशा आहे की भविष्यातील फ्यूजन-ऊर्जा संशोधनास समर्थन देईल.