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थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर के सफल संचालन के लिए लॉसन का मानदंड है

20213M#mppsc-forest#pyq#mcq#2021
A.nτn\taunτ T <= 50∗102050 * 10^2050∗1020 keVs/m3keVs/m^3keVs/m3
B.nτn\taunτ T <= 150∗1020150 * 10^20150∗1020 keVs/m3keVs/m^3keVs/m3
C.nτn\taunτ T >= 50∗102050 * 10^2050∗1020 keVs/m3keVs/m^3keVs/m3सही
D.nτn\taunτ T >= 150∗1020150 * 10^20150∗1020 keVs/m3keVs/m^3keVs/m3
व्याख्या एवं हल

सही उत्तर (C) nτ\tauτ T >= 50 * 10^20 keVs/m^3 है।

  • थर्मोन्यूक्लियर संलयन रिएक्टर के सफल संचालन और प्रज्वलन (ignition) हेतु लॉसन का मानदंड (Lawson's criterion) ट्रिपल उत्पाद के रूप में व्यक्त किया जाता है:
  • nτET≥50×1020 keV⋅s/m3n τ\tauτ_E T ≥\ge≥ 50 ×\times× 10^{20}  keV\text{ keV} keV⋅\cdot⋅s/m\text{s/m}s/m^3nτE​T≥50×1020 keV⋅s/m3
  • यहाँ nnn प्लाज्मा घनत्व है, ττ\tauττ ऊर्जा परिरोधन समय (confinement time) है और TTT प्लाज्मा का तापमान है।

In English (Question & Model Answer)

For a successful operation of a thermonuclear reactor, Lawson's criterion is given by

A.nτn\taunτ T <= 50∗102050 * 10^2050∗1020 keVs/m3keVs/m^3keVs/m3
B.nτn\taunτ T <= 150∗1020150 * 10^20150∗1020 keVs/m3keVs/m^3keVs/m3
C.nτn\taunτ T >= 50∗102050 * 10^2050∗1020 keVs/m3keVs/m^3keVs/m3Correct
D.nτn\taunτ T >= 150∗1020150 * 10^20150∗1020 keVs/m3keVs/m^3keVs/m3

The correct answer is (C) nτ\tauτ T >= 50 * 10^20 keVs/m^3.

  • Lawson's criterion defines the conditions required for a thermonuclear fusion reactor to reach net energy gain (ignition), expressed via the fusion triple product:
  • Triple Product=nτET≥5×1021 m−3⋅s⋅keV=50×1020 keV⋅s/m3Triple Product\text{Triple Product}Triple Product = n τ\tauτ_E T ≥\ge≥ 5 ×\times× 10^{21}  m\text{ m} m^{-3} ⋅\cdot⋅ s\text{s}s ⋅\cdot⋅ keV\text{keV}keV = 50 ×\times× 10^{20}  keV\text{ keV} keV⋅\cdot⋅s/m\text{s/m}s/m^3Triple Product=nτE​T≥5×1021 m−3⋅s⋅keV=50×1020 keV⋅s/m3
  • Here, nnn is plasma particle density, ττ\tauττ is energy confinement time, and TTT is plasma temperature.
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