# அணுக்கரு இணைவு

## முக்கிய வினைகள்

### அரைநடுநிலையில் பிரேமுசுத்திராலுன் இழப்புகள் மற்றும் சமவியல்புடைய பிளாஸ்மாக்கள்

பல அமைப்புகளில் அயன்களுக்கு கீழ் செல்லும் இணைவானது அடிப்படையில் தனியாக எப்போதுமே ஏற்படாமல் எலக்ட்ரான்களுடன் கலந்தே ஏற்படுகிறது. இது நடுநிலையாக்குதலில் அயனிகள் பருமனுடைய மின் திறனேற்றத்தை திரட்டி பிளாஸ்மாவை வடிவமைக்கிறது. எலக்ட்ரான்களானது பொதுவாக வெப்பநிலையுடன் ஒப்பிடக்கூடியதாகவும் அல்லது அயனிகளைக் காட்டிலும் பெரியதாகவும் இருக்கும். அதனால் அவை அயனிகளுடன் மோதி 10-30 keV ஆற்றலுடைய (Bremsstrahlung) ஊடுகதிர் கதிர் இயக்கத்தை வெளியேற்றுகிறது. சூரியன் மற்றும் நட்சத்திரங்களானது ஊடுகதிருக்கு ஒளிபுகாததாக இருக்கும். ஆனால் அடிப்படையில் புவிக்குரிய எந்த இணைவு அணு உலையும் அந்த ஆற்றல் எல்லையில் ஊடுகதிருக்காக ஒளியை விட மென்மையாக இருக்கும். ஊடுகதிர்களானது எதிரொலிப்பதற்கு மிகவும் கடினமானதாகும். ஆனால் துருப்பிடிக்கா எஃக்கின் (அணு உலைக் கவசத்தின் பகுதியாக உள்ளது) மிமீ தடிமனைக்காட்டிலும் குறைவாகவே பயனுள்ள முறையில் உட்கொள்கிறது (மேலும் வெப்பத்திற்கு மாற்றுகிறது). இணைவு சக்தியின் விகிதமானது ஊடுகதிர் கதிர் இயக்கத்தில் உற்பத்தி செய்யப்பட்டு சுவர்களில் இழக்கப்படுகிறது என்பது மதிப்பின் முக்கியமான செயலாகும். இதன் விகிதமானது ஆற்றல் அடர்த்தியைக் (பார்க்க முந்தைய உபபிரிவு) காட்டிலும் மிகவும் அதிகமான வெப்பநிலையைக் கொண்டிருக்கிறது. பல்வேறு வினைகளுக்கான தோராயமான ஏற்பு வெப்பநிலை மற்றும் சக்தி விகிதத்தை பின்வரும் அட்டவணை காட்டுகிறது.  
| - | 50 | 140 |  |
| --- | --- | --- | --- |
| - | 500 | 2.9 |  |
| - | 100 | 5.3 |  |
| - | 1000 | 0.72 |  |
| p<sup>+</sup>- | 800 | 0.21 |  |
| p<sup>+</sup>- | 300 | 0.57 | } |  
பிரேமுசுத்திராலுன் சக்திக்கு உண்மையான இணைவு விகிதங்களானது பல்வேறு காரணங்களுக்காக குறிப்பிடத்தக்க வகையில் குறைவாக இருக்கின்றது. முதல் ஒன்றில் இணைவு உற்பத்திப் பொருளின் ஆற்றலானது எரிபொருள் அயனிகளுக்கு முழுவதும் மாற்றப்படுவதாக கணக்கீடு ஊகிக்கப்படுகிறது. பின்னர் மோதல்கள் மூலமாக எலெட்ரான்களிடம் அது ஆற்றலை இழந்து பிரேமுசுத்திராலுன் மூலமாக ஆற்றலை இழக்கிறது. எனினும் எரிபொருள் அயனிகளைக் ஆட்டிலும் மிகவும் வேகமாக இணைவு உற்பத்திப் பொருள்கள் நகருகின்றன. அவை எலக்ட்ரான்களுக்கு நேரடியாக அதன் சக்தியை குறிப்பிட்ட அளவு கொடுக்கிறது. இரண்டாவதாக பிளாஸ்மா என்பது எரிபொருள் அயனிகளில் சுத்தமாக உருவாக்கப்படுவதாக ஊகிக்கப்படுகிறது. பயிற்சியில் கலப்படமான அயனிகளின் முக்கிய விகிதசமமும் உள்ளது. பின்னர் அது விகிதத்தைக் காட்டிலும் குறைகிறது. குறிப்பாக இணைவு உற்பத்திப் பொருள்கள் அதன் ஆற்றல் கொடுக்கப்படும் வரை *கண்டிப்பாக* பிளாஸ்மாவில் நிலைத்திருக்க வேண்டும். மேலும் *அவை* எதிர்பார்க்கப்படும் ஏதாவது வரையறைத் திட்டத்தில் சில சமயங்களில் எஞ்சியிருக்கிறது. முடிவாக பிரேமுசுத்திராலுனைக் காட்டிலும் அனைத்து அலைவரிசைகளிலும் சக்தி இழப்புகள் புறக்கணிக்கப்படுகிறது. இது இறுதியாக இரண்டு காரணிகளை சார்ந்திருக்கிறது. அறிமுறையான மற்றும் சோதனை வழித் தளங்களில் துகள் மற்றும் ஆற்றல் வரையறையானது நெருக்கமான வகையில் ஒப்புமையைக் கொண்டுள்ளன. வரையறைத் திட்டத்தில் ஆற்றல், இணைவு உற்பத்திப்பொருள்கள் தொடர்ந்து செயலாற்றுவது நல்ல வேலையாக கட்டமைக்கப்படுகிறது. இணைவு உற்பத்திப் பொருள்கள் இறுதியில் வெளியேற்றப்பட்டால் பின்னர் ஆற்றல் வரையறை மோசமடையும்.  
இணைவு சக்தியை பிரேமுசுத்திராலுனுக்கு ஒப்பிடுகையில் வெப்பநிலைகள் அதிகரிப்பது ஒவ்வொரு நிலைமையிலும் வெப்பநிலையைக் காட்டிலும் அதிகரிப்பதில் உள்ளது. அது சக்தி அடர்த்தி அதிகரிக்கச்செய்து இணைவு மும்மடங்கு உற்பத்திப் பொருளின் மதிப்பைத் தேவையான அளவு குறைக்கிறது. பிரேமுசுத்திராலுன் பகுதியானது குறைவாக இருப்பது காரணத்தால் -க்கான ஏற்பு இயக்க முனை திறனேற்றப்பட மாட்டாது. ஆனால் -க்கு திட்டமான சக்தி அடர்த்தி இருக்கும் பரப்பினுள் மற்ற எரிபொருள்களை செலுத்துவது மிகவும் குறைகிறது. மேலும் தேவையான வரையறையைப் பெறுவது என்பது மிகவும் கடினமானதாகிறது. - மற்றும் -க்காக பிரேமுசுத்திராலுன் இழப்புகள் தொடர்ந்து நடப்பது பிரச்சினைகளைத் தடுக்கிறது. -க்கான p<sup>+</sup>- மற்றும் p<sup>+</sup>- போன்றவற்றில் அரைநடுநிலை, சமவியல்பில்லாத பிளாஸ்மாவுடன் இந்த எரிபொருள்களைப் பயன்படுத்தி இணைவு அணு உலையை உருவாக்குவது பிரேமுசுத்திராலுன் இழப்புகளில் நடக்கிறது. டோடு ரைடர் எழுதிய *Fundamental limitations on plasma fusion systems not in thermodynamic equilibrium* இல் இந்த இரண்டக நிலைக்கு வெளியே சில வழிகள் கருத்தில் கொள்ளப்படுகின்றன—புறக்கணிக்கப்படுகின்றன. இந்தக் கட்டுப்படுத்துதல் நடுநிலையற்ற மற்றும் சமவியல்பில்லாத பிளாஸ்மாக்களில் செயற்படுத்தப்படுவதில்லை; எனினும் இவை முயற்சி செய்வதில் சவால்களை சந்திக்கின்றன.