एक कॉम्पैक्ट फ़्यूज़न मशीन के इलेक्ट्रॉनों के लिए 10 करोड़ डिग्री

भविष्य के एक ऐसे फ़्यूज़न रिएक्टर में जो अपने आप “जलता” रहे, फ़्यूज़न से बने अल्फ़ा कण टक्करों के ज़रिए अपनी ज़्यादातर ऊर्जा प्लाज़्मा के इलेक्ट्रॉनों को देंगे। ये इलेक्ट्रॉन कितने गर्म होते हैं, और उनकी गर्मी कितनी तेज़ी से रिसती है, इसी से काफ़ी हद तक तय होगा कि रिएक्टर कितना अच्छा काम करता है।

इलेक्ट्रॉनों को सीधे गर्म करने का एक तरीक़ा माइक्रोवेव है: इलेक्ट्रॉन साइक्लोट्रॉन अनुनाद हीटिंग, या ECRH। उम्मीद है कि भविष्य के कॉम्पैक्ट फ़्यूज़न उपकरणों में इसका महत्व बढ़ता जाएगा। फिर भी स्फ़ेरिकल टोरस — बहुत कॉम्पैक्ट उपकरण जो प्लाज़्मा को चुंबकीय क्षेत्र में क़ैद रखते हैं — पर प्रयोग ज़्यादातर तेज़ उदासीन कणों के पुंजों से गर्म किए गए हैं, और गर्म आयनों के साथ अध्ययन किए गए हैं। लेखक लिखते हैं कि ऐसे प्लाज़्मा, जिनमें गर्म इलेक्ट्रॉन लगभग सिर्फ़ माइक्रोवेव से गर्म होते हैं, काफ़ी हद तक अनछुए हैं।

शॉट 18325

गुआंग यांग, युएजियांग शी और EXL-50U की टीम — एक स्फ़ेरिकल टोरस जिसे बीजिंग में ENN Fusion कंपनी चलाती है — ऐसे ही एक डिस्चार्ज की रिपोर्ट देते हैं। शॉट 18325 के दौरान प्लाज़्मा में लगभग 500 किलोएम्पियर धारा थी और उसे सिर्फ़ 50 गीगाहर्ट्ज़ के माइक्रोवेव से गर्म किया गया, जो एक के बाद एक इस्तेमाल हुई दो प्रणालियों से आए: पहले लगभग 230 किलोवाट का एक लॉन्चर 0.5 सेकंड तक, फिर लगभग 200 किलोवाट का दूसरा।

• जब पहला लॉन्चर चालू था, कोर के इलेक्ट्रॉन लगभग 2 keV पर रहे।
• बदलाव के बाद उनका तापमान तेज़ी से बढ़ा। 0.60 सेकंड पर एक लेज़र निदान (थॉमसन प्रकीर्णन) ने केंद्र में लगभग 10 keV मापा। चूँकि त्रुटि-सीमाएँ बड़ी हैं, टीम 8.6 keV — 10 करोड़ केल्विन — को एक सावधान निचली सीमा के रूप में रखती है।
• गर्म चरण लगभग 150 मिलीसेकंड चला, लगभग 0.4 × 10¹⁹ कण प्रति घन मीटर के बहुत कम कोर घनत्व पर, और फिर धारा घटने और घनत्व बढ़ने के साथ ढह गया।

EXL-50U पर शॉट 18325: दूसरी माइक्रोवेव प्रणाली पर जाने के बाद कोर इलेक्ट्रॉन तापमान (पैनल a6) लगभग 0.6 s पर चरम पर पहुँचता है; पैनल B तीखी चोटी वाला तापमान प्रोफ़ाइल दिखाता है। — चित्र 1, Yang et al. (2026), arXiv:2610.14684.

चूँकि बदलाव के समय डाली गई शक्ति लगभग नहीं बदली, लेखक इस उछाल का कारण इस बदलाव को मानते हैं कि दूसरा लॉन्चर अपनी ऊर्जा कहाँ जमा करता है — उनके रे-ट्रेसिंग मॉडल के अनुसार, अक्ष से हटकर। सटीक क्रियाविधि, और क्या दोनों तरंगों का अलग ध्रुवण ही निर्णायक कारण है, ये सवाल खुले हैं।

गर्म इलेक्ट्रॉन, ठंडे आयन

तापमान प्रोफ़ाइल की चोटी बहुत तीखी है: किनारे तक के आधे रास्ते में यह लगभग 1 keV तक गिर जाता है, जबकि घनत्व लगभग समतल रहता है। गर्मी अक्ष के पास सिमटी हुई है।

गर्म अवधि के दौरान आयन नहीं मापे गए। उसी दिन एक X-किरण स्पेक्ट्रोमीटर ने कोर आयनों को लगभग 0.5 keV के आसपास पाया, और पास के शॉट्स में घनत्व घटने के साथ इलेक्ट्रॉन-से-आयन तापमान अनुपात बढ़ा। दूसरे शब्दों में, कम घनत्व पर इस प्लाज़्मा के इलेक्ट्रॉन और आयन एक-दूसरे से काफ़ी हद तक अलग हैं: 10 करोड़ डिग्री सिर्फ़ इलेक्ट्रॉनों के हैं।

टीम ने यह भी मॉडल किया कि गर्मी कैसे निकलती है। इलेक्ट्रॉनों की गर्मी सबसे सरल टक्कर-सिद्धांत के अनुमान से 100 से 10,000 गुना तेज़ी से रिसती है — जिसे भौतिकविद असामान्य परिवहन (anomalous transport) कहते हैं — लेकिन अक्ष के बहुत पास कम। सिमुलेशन दो तरह की छोटे पैमाने की अस्थिरताओं की ओर इशारा करते हैं, एक कोर में और एक मध्य-त्रिज्या पर; लेखक ज़ोर देते हैं कि ये गर्मी के नुक़सान का मात्रात्मक पूर्वानुमान नहीं हैं।

क्या ध्यान में रखें

केंद्रीय तापमान के साथ कुछ शर्तें हैं जिन्हें लेखक साफ़ बताते हैं। इतने कम घनत्व पर माप शोरभरा है; यह मानता है कि इलेक्ट्रॉन एक सामान्य तापीय वितरण का पालन करते हैं, और माइक्रोवेव से बनने वाले संभावित “अतापीय” तेज़ इलेक्ट्रॉनों को अलग से नहीं पहचाना गया है। प्लाज़्मा में अशुद्धियों का स्तर माना गया था, मापा नहीं गया।

एक हितों का टकराव भी ध्यान देने लायक़ है। लेखक ENN Fusion से संबद्ध हैं, वह निजी कंपनी जो EXL-50U चलाती है, और इस काम का वित्तपोषण ENN की एक कंपनी ने किया। वे किसी टकराव से इनकार करते हैं और कहते हैं कि वित्तपोषक की अध्ययन में कोई भूमिका नहीं थी। फिर भी, यह एक कंपनी है जो अपनी ही मशीन की एक प्रदर्शन-उपलब्धि की रिपोर्ट दे रही है, एक छोटे प्रीप्रिंट में जिसकी सहकर्मी-समीक्षा नहीं हुई है।