वर्तमान परमाणु संयंत्र परमाणु विखंडन पर काम करते हैं, एक ऐसी प्रक्रिया जिसमें यूरेनियम या अन्य रेडियोधर्मी सामग्री के परमाणुओं को विभाजित करके गर्मी उत्पन्न की जाती है। यह गर्मी पानी को भाप में बदल देती है, जो टर्बाइनों को चलाती है और बिजली पैदा करती है। हालांकि, वैज्ञानिक विश्व स्तर पर परमाणु संलयन पर आधारित संयंत्र विकसित करने की कोशिश कर रहे हैं, जो परमाणु हथियारों और सूर्य में उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया के समान तंत्र का उपयोग करता है, जिसका उद्देश्य औद्योगिक क्षेत्र द्वारा उत्पन्न रेडियोधर्मी कचरे की मात्रा को कम करना है।
गस्टावो कैनाल, यूएसपी के भौतिकी संस्थान के प्रोफेसर और राष्ट्रीय परमाणु संलयन कार्यक्रम (PNFN) के प्रभारी, दोनों प्रकार के संयंत्रों के बीच अंतर बताते हैं। वह समझाते हैं कि वाणिज्यिक संयंत्र विखंडन का उपयोग करते हैं, जहां एक भारी नाभिक, जैसे यूरेनियम, को एक न्यूट्रॉन से मारा जाता है, जिससे यह अस्थिर होकर खंडित हो जाता है और ऊर्जा मुक्त होती है। चुनौती परिणामी टुकड़ों को रोकना है, क्योंकि वे रेडियोधर्मी होते हैं और भविष्य में पर्यावरणीय क्षति पहुंचा सकते हैं।
इसके विपरीत, संलयन में, नाभिक को तोड़ने के बजाय, ड्यूटेरियम और ट्राइटियम जैसे हल्के नाभिकों का संलयन किया जाता है। यह प्रक्रिया हीलियम का एक नाभिक उत्पन्न करती है, जिसमें विकिरण की कोई समस्या नहीं होती है, साथ ही एक न्यूट्रॉन भी निकलता है। कैनाल बताते हैं कि अधिकांश ऊर्जा (लगभग 80%) न्यूट्रॉन द्वारा जारी की जाती है, और संलयन की कुल ऊर्जा विखंडन से प्राप्त ऊर्जा से दस गुना अधिक होती है।
ड्यूटेरियम और ट्राइटियम, जिनका अक्सर परमाणु संलयन परीक्षणों में उपयोग किया जाता है, को 'हाइड्रोजनॉइड्स' के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जो एक नाभिक, एक एकल इलेक्ट्रॉन और हल्के नाभिकों से बने परमाणु होते हैं।
प्रोफेसर के अनुसार, परमाणु संलयन में अनुसंधान के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की खपत की आवश्यकता होती है, जो वर्तमान में इसके बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक अनुप्रयोग को रोकता है। संलयन प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए, गैस को प्रभावशाली 150 मिलियन डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने की आवश्यकता होती है, जिससे यह प्लाज्मा अवस्था में पहुंच जाती है। इस स्थिति में, गैस को गर्म रखना पड़ता है, जिससे ऊर्जा की खपत होती है, जब तक कि अत्यधिक उच्च तापमान — सूर्य के केंद्र से दस गुना अधिक गर्म — संलयन प्रतिक्रियाओं को शुरू करने की अनुमति नहीं देता है।
इंग्लैंड में टोकामक JET में, हासिल की गई सबसे महत्वपूर्ण प्रगति प्लाज्मा को गर्म रखने के लिए खर्च की गई ऊर्जा की तुलना में ऊर्जा उत्पादन में 70% दक्षता थी। संलयन प्रतिक्रियाएं प्रेरित करने के लिए एक अन्य दृष्टिकोण उच्च शक्ति वाले लेजर का उपयोग करके उच्च तापमान वाला प्लाज्मा बनाना है। फ्रांस में, अंतर्राष्ट्रीय कंसोर्टियम ITER के तहत एक रिएक्टर का निर्माण किया जा रहा है, जिसे खर्च की गई ऊर्जा से दस गुना अधिक ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस उपकरण को प्लाज्मा को गर्म करने के लिए 50MW (मेगावाट) की शक्ति डालने की आवश्यकता होती है, जिसे उपज प्राप्त करने के लिए एक आवश्यक निवेश माना जाता है।
थियागो मास्ट्रान्गेलो, यूएसपी पिरैसिकाबा में कृषि के परमाणु ऊर्जा केंद्र (CENA) के प्रोफेसर, का कहना है कि परमाणु संलयन ऊर्जा पारंपरिक संयंत्रों में उपयोग किए जाने वाले विखंडन की तुलना में विश्वसनीय और संभावित रूप से अधिक सुरक्षित है। सैद्धांतिक रूप से, संलयन संयंत्र अधिक सुरक्षित होंगे; एक पारंपरिक विखंडन संयंत्र में, शीतलन में विफलता से परमाणु ईंधन का संलयन और पिघलना हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप चेरनोबिल में देखे गए विस्फोट हो सकते हैं, जिससे पानी, हवा और भाप में कई रेडियोआइसोटोप निकल जाते हैं, जैसा कि फुकुशिमा में हुआ था।
मास्ट्रान्गेलो स्पष्ट करते हैं कि हालांकि संलयन रिएक्टर उच्च तापमान और चुंबकीय क्षेत्रों से संबंधित जोखिम प्रस्तुत करता है, ये पारंपरिक रिएक्टरों में पाए जाने वाले विनाशकारी प्रकार के नहीं हैं। संलयन का मुख्य उप-उत्पाद हीलियम है, जो एक अक्रिय गैस है। हालांकि, न्यूट्रॉन के परिसंचरण के कारण, अन्य सामग्रियों का सक्रियण हो सकता है, जिससे कुछ रेडियोधर्मी तत्व उत्पन्न होते हैं, लेकिन पारंपरिक विखंडन रिएक्टर में देखे गए पैमाने की तुलना में बहुत कम मात्रा में।
बिजली उत्पादन के अलावा, मास्ट्रान्गेलो इंगित करते हैं कि परमाणु संलयन तकनीक को उद्योग और स्वास्थ्य जैसे अन्य सामाजिक क्षेत्रों में लागू किया जा सकता है। हालांकि प्राथमिक ध्यान बिजली पर है, उत्पन्न गर्मी का उपयोग हाइड्रोजन का उत्पादन करने या पानी को विलवणीकृत करने के लिए किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, संलयन रिएक्टर के न्यूट्रॉन का उपयोग चिकित्सा के लिए रेडियोआइसोटोप बनाने या एमआरआई उपकरणों में लागू होने वाले अतिचालक चुंबक बनाने के लिए किया जा सकता है।
