هڪ فيوزن ري ايڪٽر لازمي طور تي هڪ مقناطيسي بوتل آهي جنهن ۾ ساڳيو عمل آهي جيڪو سج ۾ ٿئي ٿو. Deuterium ۽ tritium ٻارڻ فيوز ٿي هيليم آئنز، نيوٽران ۽ گرميءَ جو بخار بڻجي ٿو. جيئن ته هي گرم، آئنائيزڊ گيس، جنهن کي پلازما جلائي ٿو، اها گرمي پاڻيءَ ۾ منتقل ڪئي ويندي آهي ته جيئن ٻاڦ ٺاهي، ٽربائن کي ڦيرايو وڃي جيڪي بجلي پيدا ڪن ٿيون. سپر گرم پلازما ري ايڪٽر جي ڀت ۽ ڊائيورٽر (جيڪو پلازما کي ساڙڻ لاءِ ڪافي گرم رکڻ لاءِ آپريٽنگ ري ايڪٽر مان فضول کي هٽائي ٿو) لاءِ مسلسل خطرو پيدا ڪري ٿو.

"اسان پلازما کي منهن ڏيڻ واري مواد جي بنيادي رويي کي طئي ڪرڻ جي ڪوشش ڪري رهيا آهيون مقصد کي بهتر سمجهڻ جي تباهي واري ميڪانيزم کي انهي ڪري ته اسان مضبوط، نئين مواد کي انجنيئر ڪري سگهون ٿا،" مواد جي سائنسدان چاڊ پارش چيو ته توانائي جي ڊپارٽمينٽ آف انرجي جي اوڪ ريج نيشنل ليبارٽري. هو جرنل ۾ هڪ مطالعي جو سينئر ليکڪ آهيسائنسي رپورٽونجنهن ري ايڪٽر سان لاڳاپيل حالتن هيٺ ٽنگسٽن جي تباهي جي ڳولا ڪئي.

ڇاڪاڻ ته ٽنگسٽن سڀني دھاتن جي بلند ترين پگھلڻ واري نقطي آهي، اهو پلازما کي منهن ڏيڻ واري مواد لاء اميدوار آهي. ان جي خراب ٿيڻ جي ڪري، جيتوڻيڪ، هڪ تجارتي پاور پلانٽ گهڻو ڪري ٽنگسٽن مصر يا مرکب مان ٺهيل هوندو. ان کان سواء، سکيا ته ڪيئن توانائي واري ايٽمي بمباري تي اثر انداز ٿئي ٿو ٽنگسٽن خوردبيني طور تي انجنيئرن کي ايٽمي مواد کي بهتر بنائڻ ۾ مدد ڪري ٿي.

”فيوژن پاور پلانٽ جي اندر سڀ کان وڌيڪ وحشي ماحول آهي انجنيئرن کي ڪڏهن به چيو ويو آهي ته مواد ڊزائين ڪرڻ لاءِ ،“ پارش چيو. "اهو جيٽ انجڻ جي اندروني کان به خراب آهي."

محقق مواد ٺاهڻ لاءِ پلازما ۽ مشين جي اجزاء جي رابطي جو مطالعو ڪري رهيا آهن جيڪي اهڙين سخت آپريٽنگ حالتن لاءِ هڪ ميچ کان وڌيڪ آهن. موجوده ۽ نئين ايٽمي ٽيڪنالاجيز سان گڏ مواد جي اعتبار جو هڪ اهم مسئلو آهي جيڪو پاور پلانٽس جي تعمير ۽ آپريٽنگ خرچن تي اهم اثر رکي ٿو. تنهنڪري اهو ضروري آهي ته انجنيئر مواد کي ڊگهي زندگي جي چڪر تي سختي لاء.

موجوده مطالعي لاء، ڪيليفورنيا يونيورسٽي، سين ڊياگو ۾ محقق، گهٽ توانائي تي هيليم پلازما سان ٽنگسٽن تي بمباري ڪئي، عام حالتن ۾ فيوزن ريڪٽر جي نقل ڪندي. ان دوران، ORNL جي محققن ٽنگسٽن تي حملو ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ملٽي چارجڊ آئن ريسرچ فيڪلٽي کي تيز توانائي واري هيليم آئنز سان گڏ ناياب حالتن جي ايموليٽنگ، جهڙوڪ پلازما ۾ خلل جيڪو غير معمولي وڏي مقدار ۾ توانائي جمع ڪري سگهي ٿو.

ٽرانسميشن اليڪٽران مائيڪرو اسڪوپي، اسڪيننگ ٽرانسميشن اليڪٽران مائيڪرو اسڪوپي، اسڪيننگ اليڪٽران مائيڪرو اسڪوپي ۽ اليڪٽران نانوڪريسٽلوگرافي استعمال ڪندي، سائنسدانن ٽنگسٽن ڪرسٽل ۾ بلبلن جي ارتقا ۽ شڪل ۽ ساخت جي واڌ کي نمايان ڪيو جن کي گهٽ ۽ وڌيڪ توانائي واري حالتن ۾ ”ٽينڊرلز“ سڏيو ويندو آهي. انهن نمونن کي هڪ فرم ڏانهن موڪليو جنهن کي AppFive سڏيو ويندو آهي پريزيشن اليڪٽران ڊفرڪشن لاءِ، هڪ جديد اليڪٽران ڪرسٽلگرافي ٽيڪنڪ، مختلف حالتن ۾ ترقي جي ميڪانيزم جو اندازو لڳائڻ لاءِ.

ڪجھ سالن کان سائنسدان ڄاڻن ٿا ته ٽنگسٽن پلازما جو جواب ڏئي ٿو بلين ميٽر جي پيماني تي ڪرسٽل ٽينڊرلز ٺاهي ٿو، يا نانو ميٽرز - هڪ قسم جو ننڍڙو لان. موجوده مطالعي ۾ دريافت ڪيو ويو آهي ته گهٽ توانائي جي بمباري جي ذريعي پيدا ٿيندڙ ٽينڊرلز تيز-اڀرندڙ، نفيس ۽ هموار هئا- جيڪي اعلي توانائي جي حملي پاران پيدا ٿيل آهن، انهن جي ڀيٽ ۾ فز جو هڪ denser قالين ٺاهي رهيا آهن.

دھاتن ۾، ايٽم هڪ منظم ساخت جي ترتيب کي فرض ڪن ٿا، انهن جي وچ ۾ وضاحت ڪيل خالن سان. جيڪڏهن هڪ ايٽم بي گھريو ويو آهي، هڪ خالي سائيٽ، يا "خالي" رهي ٿو. جيڪڏهن تابڪاري، بلئرڊ بال وانگر، هڪ ايٽم کي پنهنجي سائيٽ تان هٽائي ڇڏي ۽ هڪ جاءِ خالي ڪري ڇڏي، ته ان ايٽم کي ڪنهن هنڌ وڃڻو پوندو. اهو پاڻ کي ڪرسٽل ۾ ٻين ايٽمن جي وچ ۾ ڇڪيندو آهي، هڪ وچولي بڻجي ويندو آهي.

عام فيوزن-ري ايڪٽر آپريشن، ڊائيورٽر کي تمام گھٽ توانائي واري هيليم ايٽم جي وڏي وهڪري ڏانهن بي نقاب ڪري ٿو. ”هڪ هيليم آئن ايتري سخت نه آهي جو بلئرڊ بال جي ٽڪر کي ڪرڻ لاءِ ، ان ڪري ان کي بلئرڊ يا ٻيا نقص ٺاهڻ شروع ڪرڻ لاءِ جالي ۾ ڇڪڻ گهرجي ،“ پارش وضاحت ڪئي.

نظريات پسند برائن وارٿ، UT-ORNL جي گورنر جي چيئر، سسٽم کي ماڊل ڪيو آهي ۽ يقين ڪيو آهي ته مواد جيڪو لٽيس مان بي گهر ٿي وڃي ٿو جڏهن بلبل فارم ٽينڊرز جي تعميراتي بلاڪ بڻجي ويندا آهن. هيليم ايٽم بي ترتيب سان لٽيس جي چوڌاري گھمندا آهن، پارش چيو. اهي ٻين هيليم سان ٽڪرائجن ٿا ۽ فوجن ۾ شامل ٿين ٿا. آخرڪار ڪلستر ايترو وڏو آهي ته ٽنگسٽن ايٽم کي ان جي سائيٽ کان دٻائڻ لاءِ.

”جڏهن به بلبل وڌي ٿو ته اهو ڪجهه وڌيڪ ٽنگسٽن ايٽم کي پنهنجي سائيٽن کان پري ڪري ٿو، ۽ انهن کي ڪنهن هنڌ وڃڻو آهي. اهي سطح ڏانهن متوجه ٿيڻ وارا آهن، "پريش چيو. "اهو، اسان يقين رکون ٿا، اهو ميکانيزم آهي جنهن جي ذريعي هي نانوفوز ٺاهي ٿو."

ڪمپيوٽيشنل سائنسدان سپر ڪمپيوٽرن تي سميوليشن هلائيندا آهن مواد جو مطالعو ڪرڻ لاءِ انهن جي ايٽمي سطح تي، يا نانو ميٽر جي سائيز ۽ نانو سيڪنڊ ٽائيم اسڪيل. انجنيئر دريافت ڪندا آهن ته مواد ڪيئن ٺهڪندڙ، ڦاٽڻ، ۽ ٻي صورت ۾ پلازما جي ڊگهي نمائش کان پوء، سينٽي ميٽر جي ڊيگهه ۽ ڪلاڪ جي وقت جي ماپ تي. ”پر ان وچ ۾ ٿورو سائنس هو،“ پريش چيو، جنهن جي تجربي هن علم جي خال کي ڀريو ته مادي زوال جي پهرين نشانين ۽ نانوٽينڊرل جي واڌ جي شروعاتي مرحلن جو مطالعو ڪيو.

پوء فز سٺو يا خراب آهي؟ "فز ۾ ممڪن آهي ته نقصانڪار ۽ فائدي واري ملڪيت، پر جيستائين اسان ان جي باري ۾ وڌيڪ ڄاڻون ٿا، اسان مواد کي انجنيئر نه ٿا ڪري سگهون ته خراب کي ختم ڪرڻ جي ڪوشش ڪرڻ جي ڪوشش ڪئي وڃي جڏهن سٺي تي زور ڏنو وڃي،" پارش چيو. ان کان علاوه، فزي ٽنگسٽن شايد گرمي جو لوڊ وٺي سگھي ٿو جيڪو بلڪ ٽنگسٽن کي ٽوڙي ڇڏيندو، ۽ بلڪ ٽنگسٽن جي ڀيٽ ۾ فزي ۾ 10 ڀيرا گھٽتائي گھٽ ٿيندي. مائنس واري پاسي، نانوٽينڊرل ٽوڙي سگهن ٿا، هڪ مٽي ٺاهي جيڪا پلازما کي ٿڌو ڪري سگهي ٿي. سائنسدانن جو ايندڙ مقصد اهو سکڻ آهي ته مادي ڪيئن ترقي ڪري ٿي ۽ نانوٽينڊرلز کي سطح کان پري ڀڃڻ ڪيترو آسان آهي.

ORNL ڀائيوارن تازو اسڪيننگ اليڪٽران مائڪروسکوپي تجربا شايع ڪيا جيڪي ٽنگسٽن جي رويي کي روشن ڪن ٿا. ھڪڙي مطالعي مان معلوم ٿيو آھي ته ٿلهي جي ترقي ڪنھن بھتر انداز ۾ اڳتي نه وڌي. هڪ ٻي تحقيق ظاهر ڪئي ته هيليئم ايٽم فلڪس ڏانهن پلازما-منهن ڏيڻ واري ٽنگسٽن جو رد عمل صرف نانوفوز (گهٽ وهڪري تي) کان نانوفوز پلس بلبلز (وڏي وهڪري تي) ڏانهن وڌيو آهي.

موجوده پيپر جو عنوان آهي ”ٽنگسٽن نانوٽينڊرلز جون مورفولوجيز جيڪي هيليئم جي نمائش هيٺ وڌيل آهن“.