दिसंबर में, अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने फ्यूजन पावर सफलता के साथ दुनिया भर में सुर्खियां बटोरीं: पहली बार, उन्होंने एक प्रतिक्रिया पैदा की जिसने इसे प्रज्वलित करने वाली लेजर शक्ति की तुलना में अधिक ऊर्जा उत्पन्न की. जबकि यह एक बड़ा कदम था, लेज़रों को चलाने के लिए ऊर्जा अभी भी प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित ऊर्जा की तुलना में 100 अधिक कारक थी, इसलिए अभी बहुत काम किया जाना बाकी है। लेकिन यह कुछ दिलचस्प सवाल उठाता है: संलयन शक्ति कैसे काम करती है, और इन सबका सितारों के जीवन और मृत्यु से क्या लेना-देना है?

यदि आप परमाणु शक्ति और परमाणु हथियारों की बुनियादी बातों से परिचित हैं, तो आप एक स्पष्ट विरोधाभास देख सकते हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्र और परमाणु बम दोनों शक्ति (विखंडन) उत्पन्न करने के लिए परमाणु नाभिक को विभाजित करने पर आधारित हैं, जबकि संलयन और हाइड्रोजन बम नाभिक को एक साथ चिपकाकर प्राप्त होने वाली शक्ति पर काम करते हैं।

दोनों कैसे संभव हो सकते हैं? इसका संबंध परमाणु नाभिकों के अजीबोगरीब अकड़न से है, और यह अकड़न इस बात पर निर्भर करती है कि परमाणु में कितने प्रोटॉन और न्यूट्रॉन हैं।

आइए परमाणु प्रतिक्रिया से शुरू करें जो सूर्य को शक्ति प्रदान करती है: हीलियम में हाइड्रोजन का संलयन। एक तटस्थ हाइड्रोजन परमाणु एक प्रोटॉन होता है जिसके साथ एक इलेक्ट्रॉन बंधा होता है। नवजात तारे ज्यादातर हाइड्रोजन नाभिक (यानी सिर्फ प्रोटॉन) होते हैं, जिनमें कुछ हीलियम नाभिक, इलेक्ट्रॉन और आसपास उछलते हुए अन्य तत्व होते हैं।

क्योंकि प्रोटॉन सभी सकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, वे विद्युत रूप से एक-दूसरे को पीछे हटाते हैं, लेकिन पर्याप्त गर्मी और दबाव के साथ वे कभी-कभी एक साथ स्मैक लेंगे। जब वे करते हैं, तो वे मजबूत परमाणु बल के साथ बातचीत करना शुरू करते हैं, और तभी सब कुछ बदल जाता है। उन निकट दूरी पर, मजबूत बल विद्युत प्रतिकर्षण की तुलना में आकर्षक और मजबूत होता है, इसलिए दो प्रोटॉन बेहद करीब तिमाहियों में धराशायी हो जाते हैं।

हीलियम बनने से पहले एक तारे के कोर में टूटे-फूटे प्रोटॉन रूपांतरण के कुछ चरणों से गुजरते हैं, लेकिन कुंजी यह है कि बड़े नाभिक छोटे की तुलना में अधिक मजबूती से बंधे होते हैं। आप इसे चिपचिपाहट की तरह सोच सकते हैं।

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सामान्यतया, लोहे की तुलना में हल्के तत्व जैसे-जैसे भारी होते जाते हैं, वैसे-वैसे चिपचिपे होते जाते हैं, और जब आप कम चिपचिपे नाभिकों को अधिक चिपचिपे नाभिकों में फ्यूज करते हैं, तो आपको ऊर्जा प्राप्त होती है। सीढ़ियों की उड़ान पर एक स्लिंकी की कल्पना करो। इसे शुरू करने के लिए आपको स्लिंकी को एक धक्का देना होगा, लेकिन एक बार जब आप ऐसा करते हैं, तो यह नीचे उतरते ही ऊर्जा प्राप्त कर लेता है और जब तक सीढ़ियां नीचे जाती रहती हैं तब तक चलती रह सकती हैं।

यही कारण है कि संलयन शक्ति सैद्धांतिक रूप से संभव है: यदि आप एक प्रतिक्रिया शुरू कर सकते हैं और इसे जारी रख सकते हैं, तो आप एक ऐसी प्रणाली बना सकते हैं जिसमें हाइड्रोजन को हीलियम में परिवर्तित किया जाता है और ऊर्जा जारी की जाती है। हाइड्रोजन बम उसी सिद्धांत पर काम करते हैं, बस अधिक विस्फोटक रूप से।

तारों में, संलयन पृथ्वी पर कुछ सबसे सामान्य तत्वों के निर्माण के लिए जिम्मेदार है। जब एक विशाल तारा सभी हाइड्रोजन को परिवर्तित कर सकता है, तो यह हीलियम, कार्बन, नियॉन, ऑक्सीजन और सिलिकॉन संलयन के लिए संकेंद्रित गोले बनाते हुए आवर्त सारणी को ऊपर ले जाता है। इन सभी तत्वों के लिए, अधिक प्रोटॉन जोड़ने से नाभिक की जकड़न बढ़ जाती है, और इसलिए इस प्रक्रिया में ऊर्जा उत्पन्न होती है। लेकिन जब आप आयरन करते हैं तो कुछ बदल जाता है, और यह विनाशकारी है।

लोहा उन सभी नाभिकों में सबसे अधिक चिपकता है जो तारों में प्रचुर मात्रा में होते हैं – तकनीकी रूप से निकेल का एक रूप है जो थोड़ा अधिक कसकर बंधा होता है, लेकिन यह शायद ही कभी सितारों में उत्पन्न होता है। इसका मतलब यह है कि आप लोहे बनाने के लिए छोटे नाभिकों को मिलाकर ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन यदि आप अधिक प्रोटॉन जोड़ने की कोशिश करते हैं, तो आप कुछ कम मजबूती से बंधे रहेंगे, इसलिए प्रक्रिया लेना ऊर्जा देने के बजाय।

सीढ़ी के तल पर लोहा परमाणु है, जिसमें एक तरफ हाइड्रोजन और दूसरी तरफ सबसे भारी तत्वों की ओर जाने वाली सीढ़ियाँ हैं। एक तारे के लिए परिणाम यह होता है कि एक बार जब उसके पास लोहे से भरा कोर होता है, तो संलयन अब वहाँ काम नहीं करता है, और तारे को खुद को ढहने से बचाने के लिए और अधिक ऊर्जा का उत्पादन नहीं किया जा रहा है।

उस समय, तारा एक सुपरनोवा में विस्फोट करता है, या तो एक काल्पनिक रूप से घना न्यूट्रॉन तारा या एक ब्लैक होल बनाता है। विस्फोट स्वयं ऊर्जा को तारकीय मलबे में पंप करता है, जो भारी तत्वों का निर्माण कर सकता है, जैसे स्लिंकी को सीढ़ियों से ऊपर फेंकना।

अकड़न के ‘लौह शिखर’ के भारी पक्ष पर, भारी तत्व कम मजबूती से बंधे होते हैं, इसलिए परमाणु प्रतिक्रियाएँ जो नाभिक को अलग करती हैं, ऊर्जा उत्पन्न करती हैं। इस तरह विखंडन काम करता है: यूरेनियम और प्लूटोनियम जैसे बहुत भारी तत्व परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में नियंत्रित तरीके से या परमाणु बमों में विस्फोटक तरीके से विभाजित होते हैं। इस प्रक्रिया को शुरू करने के लिए अभी भी कुछ प्रयास की आवश्यकता होती है, जैसे कि स्लिंकी का प्रारंभिक धक्का, लेकिन ऊर्जा का विमोचन अत्यधिक हो सकता है।

संलयन ऊर्जा किसी दिन हमारे शहरों को शक्ति प्रदान करेगी या नहीं, यह देखना अभी बाकी है। लेकिन इस बीच, हम हमेशा आकाश में विशाल संलयन रिएक्टर की सराहना कर सकते हैं, और तथ्य यह है कि यह एक अच्छी सुरक्षित दूरी पर है और इसमें जलने के लिए अरबों साल का हाइड्रोजन बचा है।

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