ஒரு சிறிய அணுக்கரு இணைவு இயந்திரத்தின் எலக்ட்ரான்களுக்கு 10 கோடி டிகிரி

தானாகவே “எரியும்” எதிர்கால அணுக்கரு இணைவு உலையில், இணைவு உருவாக்கும் ஆல்ஃபா துகள்கள் தங்கள் ஆற்றலின் பெரும்பகுதியை மோதல்கள் வழியாகப் பிளாஸ்மாவின் எலக்ட்ரான்களுக்கு அளிக்கும். அந்த எலக்ட்ரான்கள் எவ்வளவு சூடாகின்றன, அவற்றின் வெப்பம் எவ்வளவு வேகமாகக் கசிகிறது என்பவை, உலை எவ்வளவு நன்றாகச் செயல்படும் என்பதைப் பெருமளவு தீர்மானிக்கும்.

எலக்ட்ரான்களை நேரடியாகச் சூடாக்க ஒரு வழி நுண்ணலைகள்: எலக்ட்ரான் சைக்ளோட்ரான் ஒத்ததிர்வு வெப்பமூட்டல், அல்லது ECRH. எதிர்காலச் சிறிய அணுக்கரு இணைவுக் கருவிகளில் இதன் முக்கியத்துவம் மேலும் மேலும் கூடும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இருந்தும், பிளாஸ்மாவைக் காந்தப்புலத்தில் அடைத்துவைக்கும் மிகச் சிறிய கருவிகளான கோள டோரஸ்கள் (spherical tori) மீதான சோதனைகள், பெரும்பாலும் வேகமான நடுநிலைத் துகள் கற்றைகளால் சூடாக்கப்பட்டு, சூடான அயனிகளுடன் ஆய்வு செய்யப்பட்டன. சூடான எலக்ட்ரான்கள் ஏறக்குறைய நுண்ணலைகளால் மட்டுமே சூடாக்கப்படும் பிளாஸ்மாக்கள் பெருமளவு ஆராயப்படாமலேயே உள்ளன என்று ஆசிரியர்கள் எழுதுகின்றனர்.

18325-ஆம் சுடுதல்

பெய்ஜிங்கில் ENN Fusion நிறுவனம் இயக்கும் கோள டோரஸான EXL-50U-இன் குழுவைச் சேர்ந்த Guang Yang, Yuejiang Shi ஆகியோர் இத்தகைய ஒரு மின்னிறக்கத்தை (discharge) அறிவிக்கின்றனர். 18325-ஆம் சுடுதலின்போது, பிளாஸ்மா சுமார் 500 கிலோஆம்பியர் மின்னோட்டத்தைச் சுமந்தது; அது 50 கிகாஹெர்ட்ஸ் நுண்ணலைகளால் மட்டுமே, அடுத்தடுத்துப் பயன்படுத்தப்பட்ட இரண்டு அமைப்புகளிலிருந்து சூடாக்கப்பட்டது: 0.5 வினாடி வரை சுமார் 230 கிலோவாட் கொண்ட முதல் ஏவி, பின்னர் சுமார் 200 கிலோவாட் கொண்ட இரண்டாவது.

• முதல் ஏவி இயங்கியபோது, மைய எலக்ட்ரான்கள் 2 keV அருகிலேயே இருந்தன.
• மாற்றத்துக்குப் பிறகு அவற்றின் வெப்பநிலை வேகமாக உயர்ந்தது. 0.60 வினாடியில், ஒரு லேசர் கண்டறி கருவி (தாம்சன் சிதறல்) மையத்தில் சுமார் 10 keV-ஐ அளந்தது. பிழை வரம்புகள் பெரியவை என்பதால், குழு 8.6 keV — 10 கோடி கெல்வின் — என்பதை எச்சரிக்கையான கீழ் வரம்பாக வைத்துக்கொள்கிறது.
• சூடான கட்டம் சுமார் 150 மில்லிவினாடிகள் நீடித்தது; ஒரு கனமீட்டருக்குச் சுமார் 0.4 × 10¹⁹ துகள்கள் என்ற மிகக் குறைந்த மைய அடர்த்தியில்; பின்னர் மின்னோட்டம் குறைந்து அடர்த்தி உயர்ந்தபோது அது சரிந்தது.

EXL-50U-இல் 18325-ஆம் சுடுதல்: இரண்டாவது நுண்ணலை அமைப்புக்கு மாறிய பின், மைய எலக்ட்ரான் வெப்பநிலை (பலகை a6) சுமார் 0.6 வினாடியில் உச்சமடைகிறது; பலகை B கூர்மையான உச்சம் கொண்ட வெப்பநிலைச் சுயவிவரத்தைக் காட்டுகிறது. — Figure 1, Yang et al. (2026), arXiv:2610.14684.

மாற்றத்தின்போது செலுத்தப்பட்ட திறன் ஏறக்குறைய மாறாததால், இரண்டாவது ஏவி தன் ஆற்றலை எங்கே படியவைக்கிறது என்பதில் ஏற்பட்ட மாற்றமே இந்தத் தாவலுக்குக் காரணம் என்று ஆசிரியர்கள் கூறுகின்றனர் — அவர்களின் கதிர்த்தடமறி (ray-tracing) மாதிரியின்படி, அச்சுக்கு வெளியே. சரியான பொறிமுறையும், இரண்டு அலைகளின் வேறுபட்ட முனைவாக்கமே தீர்க்கமான காரணமா என்பதும் இன்னும் திறந்த கேள்விகள்.

சூடான எலக்ட்ரான்கள், குளிர்ந்த அயனிகள்

வெப்பநிலைச் சுயவிவரம் மிகக் கூர்மையான உச்சம் கொண்டது: விளிம்புக்குப் பாதி வழியில் அது சுமார் 1 keV-க்கு வீழ்கிறது, அடர்த்தி ஏறக்குறைய சீராகவே இருக்கிறது. வெப்பம் அச்சுக்கு அருகில் குவிந்துள்ளது.

சூடான காலத்தில் அயனிகள் அளக்கப்படவில்லை. அதே நாளில், ஓர் எக்ஸ்-கதிர் நிறமாலைமானி மைய அயனிகள் 0.5 keV அருகில் குவிந்திருப்பதைக் கண்டது; அருகிலுள்ள சுடுதல்களில், அடர்த்தி குறையக் குறைய எலக்ட்ரான்-அயனி வெப்பநிலை விகிதம் கூடியது. வேறு வார்த்தைகளில், குறைந்த அடர்த்தியில் இந்தப் பிளாஸ்மாவின் எலக்ட்ரான்களும் அயனிகளும் வலுவாகப் பிரிந்துள்ளன: அந்த 10 கோடி டிகிரி எலக்ட்ரான்களுக்கு மட்டுமே உரியது.

வெப்பம் எப்படித் தப்புகிறது என்பதையும் குழு மாதிரியாக்கியது. எலக்ட்ரான்களின் வெப்பம், எளிமையான மோதல் கோட்பாடு கணிப்பதைவிட 100 முதல் 10,000 மடங்கு வேகமாகக் கசிகிறது — இயற்பியலாளர்கள் இதை முரண் கடத்தல் (anomalous transport) என்கின்றனர் — ஆனால் அச்சுக்கு மிக அருகில் இது குறைவு. உருவகப்படுத்தல்கள் இரண்டு வகைச் சிறிய அளவு நிலையின்மைகளைச் சுட்டுகின்றன, ஒன்று மையத்தில், ஒன்று பாதி ஆரத்தில்; இவை வெப்ப இழப்பின் அளவுசார் கணிப்பு அல்ல என்று ஆசிரியர்கள் வலியுறுத்துகின்றனர்.

நினைவில் கொள்ள வேண்டியவை

மைய வெப்பநிலை, ஆசிரியர்கள் தெளிவாகக் குறிப்பிடும் நிபந்தனைகளுடன் வருகிறது. இவ்வளவு குறைந்த அடர்த்தியில் அளவீடு இரைச்சல் மிகுந்தது; எலக்ட்ரான்கள் இயல்பான வெப்பப் பரவலைப் பின்பற்றுவதாக அது கருதுகிறது; நுண்ணலைகள் உருவாக்கக்கூடிய “வெப்பம் சாரா” (non-thermal) வேக எலக்ட்ரான்கள் தனித்துப் பிரித்தறியப்படவில்லை. பிளாஸ்மாவின் மாசு அளவு அளக்கப்படவில்லை, ஊகிக்கப்பட்டது.

குறிப்பிட வேண்டிய ஒரு நலன் முரண்பாடும் உண்டு. ஆசிரியர்கள், EXL-50U-ஐ இயக்கும் தனியார் நிறுவனமான ENN Fusion-உடன் தொடர்புடையவர்கள்; இந்தப் பணிக்கு ஒரு ENN நிறுவனம் நிதியளித்தது. தங்களுக்கு எந்த முரண்பாடும் இல்லை என்றும், நிதியளித்தவருக்கு ஆய்வில் எந்தப் பங்கும் இல்லை என்றும் அவர்கள் அறிவிக்கின்றனர். இருப்பினும், இது ஒரு நிறுவனம் தன் சொந்த இயந்திரத்தின் செயல்திறன் மைல்கல்லை, சக மதிப்பாய்வு செய்யப்படாத ஒரு சிறிய முன்பதிப்பில் அறிவிப்பதே.