ایک مختصر فیوژن مشین کے الیکٹرانز کے لیے 10 کروڑ ڈگری

مستقبل کے ایسے فیوژن ری ایکٹر میں جو خود بخود “جلتا” رہے، فیوژن سے پیدا ہونے والے الفا ذرات اپنی زیادہ تر توانائی ٹکراؤ کے ذریعے پلازما کے الیکٹرانز کو دیں گے۔ یہ الیکٹران کتنے گرم ہوتے ہیں، اور ان کی حرارت کتنی تیزی سے نکلتی ہے، اس سے بڑی حد تک طے ہوگا کہ ری ایکٹر کتنا اچھا کام کرتا ہے۔

الیکٹرانز کو براہِ راست گرم کرنے کا ایک طریقہ مائیکرو ویوز ہیں: الیکٹران سائیکلوٹرون ریزوننس ہیٹنگ، یا ECRH۔ توقع ہے کہ مستقبل کے مختصر فیوژن آلات میں اس کی اہمیت بڑھتی جائے گی۔ پھر بھی کروی ٹورس (spherical tori) پر تجربات — جو بہت مختصر آلات ہیں اور مقناطیسی میدان میں پلازما کو قید رکھتے ہیں — زیادہ تر تیز رفتار غیر جانبدار ذرات کی شعاعوں سے گرم کیے گئے ہیں، اور ان کا مطالعہ گرم آئنوں کے ساتھ کیا گیا ہے۔ مصنفین لکھتے ہیں کہ ایسے پلازما، جن میں گرم الیکٹران تقریباً صرف مائیکرو ویوز سے گرم ہوتے ہیں، اب تک بڑی حد تک غیر دریافت شدہ ہیں۔

شاٹ 18325

گوانگ یانگ، یوئے جیانگ شی اور EXL-50U کی ٹیم — جو بیجنگ میں کمپنی ENN Fusion کا چلایا ہوا ایک کروی ٹورس ہے — ایک ایسے ہی اخراج (discharge) کی اطلاع دیتے ہیں۔ شاٹ 18325 کے دوران پلازما میں تقریباً 500 کلو ایمپیئر کا کرنٹ تھا اور اسے صرف 50 گیگاہرٹز کی مائیکرو ویوز سے گرم کیا گیا، جو یکے بعد دیگرے استعمال ہونے والے دو نظاموں سے آئیں: پہلا لانچر تقریباً 230 کلوواٹ کا، 0.5 سیکنڈ تک، پھر دوسرا تقریباً 200 کلوواٹ کا۔

• جب تک پہلا لانچر چلتا رہا، مرکز کے الیکٹران تقریباً 2 keV پر رہے۔
• منتقلی کے بعد ان کا درجہ حرارت تیزی سے بڑھا۔ 0.60 سیکنڈ پر ایک لیزر تشخیصی آلے (تھامسن بکھراؤ) نے مرکز میں تقریباً 10 keV ناپا۔ چونکہ غلطی کی حدیں بڑی ہیں، ٹیم 8.6 keV — 10 کروڑ کیلون — کو ایک محتاط کم از کم حد کے طور پر رکھتی ہے۔
• گرم مرحلہ تقریباً 150 ملی سیکنڈ رہا، مرکز میں تقریباً 0.4 × 10¹⁹ ذرات فی مکعب میٹر کی بہت کم کثافت پر، اور پھر جب کرنٹ گھٹایا گیا اور کثافت بڑھی تو یہ ختم ہو گیا۔

EXL-50U پر شاٹ 18325: دوسرے مائیکرو ویو نظام پر منتقلی کے بعد مرکز کے الیکٹرانز کا درجہ حرارت (پینل a6) تقریباً 0.6 سیکنڈ پر عروج پر پہنچتا ہے؛ پینل B تیز چوٹی والا درجہ حرارت کا خاکہ دکھاتا ہے۔ — شکل 1، Yang et al. (2026)، arXiv:2610.14684۔

چونکہ منتقلی کے وقت داخل کی گئی طاقت میں بمشکل کوئی تبدیلی آئی، مصنفین اس اچھال کو اس تبدیلی سے منسوب کرتے ہیں کہ دوسرا لانچر اپنی توانائی کہاں جمع کرتا ہے — ان کے شعاع کا سراغ لگانے (ray tracing) کے ماڈل کے مطابق، محور سے ہٹ کر۔ اصل میکانزم، اور یہ کہ آیا دونوں لہروں کی مختلف پولرائزیشن فیصلہ کن وجہ ہے، ابھی کھلے سوالات ہیں۔

گرم الیکٹران، ٹھنڈے آئن

درجہ حرارت کا خاکہ بہت تیز چوٹی والا ہے: کنارے تک آدھے راستے پر یہ تقریباً 1 keV تک گر جاتا ہے، جبکہ کثافت تقریباً ہموار رہتی ہے۔ حرارت محور کے قریب سمٹی ہوئی ہے۔

گرم دورانیے میں آئنوں کی پیمائش نہیں کی گئی۔ اسی دن ایک ایکس رے اسپیکٹرومیٹر نے مرکز کے آئنوں کو تقریباً 0.5 keV کے قریب جمع پایا، اور قریبی شاٹس میں کثافت گھٹنے کے ساتھ الیکٹران اور آئن کے درجہ حرارت کا تناسب بڑھتا گیا۔ دوسرے لفظوں میں، کم کثافت پر اس پلازما کے الیکٹران اور آئن ایک دوسرے سے بہت حد تک الگ ہیں: 10 کروڑ ڈگری صرف الیکٹرانز کی ہیں۔

ٹیم نے یہ بھی ماڈل کیا کہ حرارت کیسے نکلتی ہے۔ الیکٹرانز کی حرارت سب سے سادہ تصادمی نظریے کی پیش گوئی سے 100 سے 10,000 گنا تیزی سے نکلتی ہے — جسے ماہرینِ طبیعیات غیر معمولی ترسیل (anomalous transport) کہتے ہیں — لیکن محور کے بالکل قریب کم۔ سمولیشنز دو قسم کے چھوٹے پیمانے کے عدم استحکام کی طرف اشارہ کرتی ہیں، ایک مرکز میں اور ایک درمیانی نصف قطر پر؛ مصنفین زور دیتے ہیں کہ یہ حرارت کے نقصان کی مقداری پیش گوئی نہیں ہے۔

کیا ذہن میں رکھیں

مرکزی درجہ حرارت کے ساتھ کچھ تحفظات ہیں جو مصنفین خود بیان کرتے ہیں۔ اتنی کم کثافت پر پیمائش میں شور زیادہ ہے؛ یہ فرض کرتی ہے کہ الیکٹران ایک معمول کی حرارتی تقسیم کی پیروی کرتے ہیں، اور مائیکرو ویوز سے پیدا ہونے والے ممکنہ “غیر حرارتی” تیز الیکٹرانز کو الگ سے نہیں پہچانا گیا۔ پلازما میں ملاوٹ کی سطح فرض کی گئی، ناپی نہیں گئی۔

ایک مفادات کا ٹکراؤ بھی قابلِ ذکر ہے۔ مصنفین ENN Fusion سے وابستہ ہیں، وہ نجی کمپنی جو EXL-50U چلاتی ہے، اور اس کام کی مالی معاونت ENN کی ایک کمپنی نے کی۔ وہ کسی ٹکراؤ کے نہ ہونے کا اعلان کرتے ہیں اور کہتے ہیں کہ مالی معاون کا اس تحقیق میں کوئی کردار نہیں تھا۔ پھر بھی یہ ایک کمپنی ہے جو اپنی ہی مشین کی کارکردگی کے سنگِ میل کی اطلاع ایک مختصر پری پرنٹ میں دے رہی ہے جس کا ہم مرتبہ جائزہ (peer review) نہیں ہوا۔