একটি কমপ্যাক্ট ফিউশন যন্ত্রের ইলেকট্রনের জন্য ১০ কোটি ডিগ্রি

ভবিষ্যতের এমন এক ফিউশন চুল্লিতে, যা নিজে নিজেই “জ্বলে”, ফিউশনে তৈরি আলফা কণাগুলো সংঘর্ষের মাধ্যমে তাদের শক্তির বেশির ভাগ দেবে প্লাজমার ইলেকট্রনগুলোকে। ওই ইলেকট্রনগুলো কতটা গরম হয়, আর তাদের তাপ কত দ্রুত বেরিয়ে যায়, তা-ই অনেকাংশে ঠিক করবে চুল্লিটি কতটা ভালো কাজ করবে।

ইলেকট্রনকে সরাসরি গরম করার একটি উপায় মাইক্রোওয়েভ: ইলেকট্রন সাইক্লোট্রন অনুনাদ তাপন, বা ECRH। ভবিষ্যতের কমপ্যাক্ট ফিউশন যন্ত্রে এর গুরুত্ব ক্রমশ বাড়বে বলে আশা করা হয়। তবু স্ফেরিক্যাল টোরাস-এ — খুবই কমপ্যাক্ট যন্ত্র যা চৌম্বকক্ষেত্রে প্লাজমাকে আটকে রাখে — পরীক্ষাগুলো বেশির ভাগই গরম করা হয়েছে দ্রুতগামী নিস্তড়িৎ কণার রশ্মি দিয়ে, আর অধ্যয়ন করা হয়েছে গরম আয়ন নিয়ে। লেখকেরা লিখেছেন, যে প্লাজমায় গরম ইলেকট্রনগুলোকে প্রায় কেবল মাইক্রোওয়েভ দিয়ে গরম করা হয়, তা অনেকাংশেই অনাবিষ্কৃত।

শট ১৮৩২৫

গুয়াং ইয়াং, ইউয়েজিয়াং শি এবং বেইজিংয়ে ENN Fusion কোম্পানির চালানো স্ফেরিক্যাল টোরাস EXL-50U-এর দল এমনই একটি ডিসচার্জের বিবরণ দিয়েছেন। শট ১৮৩২৫-এর সময় প্লাজমায় প্রায় ৫০০ কিলোঅ্যাম্পিয়ার প্রবাহ ছিল, আর তা গরম করা হয়েছে কেবল ৫০ গিগাহার্টজের মাইক্রোওয়েভ দিয়ে, পরপর ব্যবহৃত দুটি ব্যবস্থা থেকে: প্রথমে প্রায় ২৩০ কিলোওয়াটের একটি লঞ্চার ০.৫ সেকেন্ড পর্যন্ত, তারপর প্রায় ২০০ কিলোওয়াটের দ্বিতীয়টি।

• প্রথম লঞ্চার চালু থাকার সময় কেন্দ্রের ইলেকট্রন ছিল প্রায় ২ keV-এ।
• বদলের পর তাদের তাপমাত্রা দ্রুত বেড়েছে। ০.৬০ সেকেন্ডে একটি লেজার-নির্ণয় পদ্ধতি (থমসন বিক্ষেপণ) কেন্দ্রে প্রায় ১০ keV মেপেছে। ত্রুটি-সীমা বড় বলে দলটি ৮.৬ keV — ১০ কোটি কেলভিন — কে সাবধানী নিম্নসীমা হিসেবে রাখছে।
• উত্তপ্ত পর্যায়টি চলেছে প্রায় ১৫০ মিলিসেকেন্ড, প্রতি ঘনমিটারে প্রায় ০.৪ × ১০¹⁹ কণার খুব কম কেন্দ্রীয় ঘনত্বে, তারপর প্রবাহ কমতে আর ঘনত্ব বাড়তে থাকায় তা ভেঙে পড়েছে।

EXL-50U-তে শট ১৮৩২৫: দ্বিতীয় মাইক্রোওয়েভ ব্যবস্থায় বদলের পর কেন্দ্রীয় ইলেকট্রন-তাপমাত্রা (প্যানেল a6) প্রায় ০.৬ s-এ চূড়ায় ওঠে; প্যানেল B তীক্ষ্ণ চূড়াযুক্ত তাপমাত্রা-প্রোফাইল দেখায়। — চিত্র ১, Yang et al. (2026), arXiv:2610.14684.

বদলের সময় প্রবেশ করানো শক্তি প্রায় বদলায়নি বলে লেখকেরা এই লাফের কারণ হিসেবে দেখছেন দ্বিতীয় লঞ্চারটি তার শক্তি কোথায় জমা করে তার পরিবর্তনকে — তাঁদের রে-ট্রেসিং মডেল অনুযায়ী, অক্ষ থেকে সরে। সঠিক প্রক্রিয়া, আর দুটি তরঙ্গের আলাদা সমবর্তনই নির্ণায়ক কারণ কি না, তা এখনো অমীমাংসিত।

গরম ইলেকট্রন, ঠান্ডা আয়ন

তাপমাত্রা-প্রোফাইলটি তীক্ষ্ণ চূড়াযুক্ত: কিনারার দিকে অর্ধেক পথেই তা প্রায় ১ keV-এ নেমে আসে, যখন ঘনত্ব প্রায় সমতল থাকে। তাপ অক্ষের কাছে গাদাগাদি করে আছে।

উত্তপ্ত সময়-জানালায় আয়ন মাপা হয়নি। একই দিনে একটি এক্স-রে বর্ণালিমাপক কেন্দ্রের আয়নগুলোকে প্রায় ০.৫ keV-এর কাছে জড়ো পেয়েছে, আর কাছাকাছি শটগুলোতে ঘনত্ব কমার সঙ্গে ইলেকট্রন-থেকে-আয়ন তাপমাত্রার অনুপাত বেড়েছে। অন্য কথায়, কম ঘনত্বে এই প্লাজমার ইলেকট্রন আর আয়ন প্রবলভাবে বিচ্ছিন্ন: ১০ কোটি ডিগ্রি কেবল ইলেকট্রনেরই।

দলটি তাপ কীভাবে বেরিয়ে যায় তারও মডেল তৈরি করেছে। ইলেকট্রনের তাপ সবচেয়ে সরল সংঘর্ষ-তত্ত্বের ভবিষ্যদ্বাণীর চেয়ে ১০০ থেকে ১০,০০০ গুণ দ্রুত বেরিয়ে যায় — পদার্থবিদেরা যাকে বলেন অস্বাভাবিক পরিবহন (anomalous transport) — তবে অক্ষের খুব কাছে কম। সিমুলেশন দুই ধরনের ছোট-মাপের অস্থিতিশীলতার দিকে ইঙ্গিত করে, একটি কেন্দ্রে আর একটি মধ্য-ব্যাসার্ধে; লেখকেরা জোর দিয়েছেন যে এগুলো তাপক্ষয়ের কোনো পরিমাণগত ভবিষ্যদ্বাণী নয়।

যা মনে রাখতে হবে

কেন্দ্রীয় তাপমাত্রার সঙ্গে কিছু শর্ত আছে, যা লেখকেরা স্পষ্ট করে বলেছেন। এত কম ঘনত্বে মাপটি কোলাহলপূর্ণ; এটি ধরে নেয় যে ইলেকট্রনগুলো একটি স্বাভাবিক তাপীয় বণ্টন মেনে চলে, আর মাইক্রোওয়েভে তৈরি সম্ভাব্য “অতাপীয়” দ্রুতগামী ইলেকট্রনগুলোকে আলাদা করে শনাক্ত করা হয়নি। প্লাজমার অপদ্রব্যের মাত্রা ধরে নেওয়া হয়েছে, মাপা হয়নি।

একটি স্বার্থের সংঘাতও উল্লেখ করা দরকার। লেখকেরা EXL-50U চালানো বেসরকারি কোম্পানি ENN Fusion-এর সঙ্গে যুক্ত, আর কাজটির অর্থায়ন করেছে ENN-এর একটি কোম্পানি। তাঁরা কোনো সংঘাত নেই বলে ঘোষণা করেছেন এবং জানিয়েছেন যে অর্থদাতার গবেষণায় কোনো ভূমিকা ছিল না। তবু, এটি একটি কোম্পানির নিজের যন্ত্রের একটি সাফল্যের মাইলফলকের খবর, একটি সংক্ষিপ্ত প্রিপ্রিন্টে যা সহকর্মী-পর্যালোচিত হয়নি।