Dünyada Fusion reaktorları. ilk Fusion reaktor

Bu gün bir çox ölkələr Fusion tədqiqat iştirak edir. Çinin proqram, Braziliya, Kanada və Koreya sürətlə artan isə liderləri, Avropa Birliyi, ABŞ, Rusiya və Yaponiya var. Əvvəlcə, Amerika Birləşmiş Ştatları və Sovet İttifaqında Fusion reaktor nüvə silahlarının inkişafı ilə bağlı və 1958-ci ildə Cenevrədə keçirilən konfransın "Sülh üçün Atomlar" qədər gizli qalmışdır. Sovet tokamak tədqiqat yaradılması sonra nüvə Fusion 1970-ci illərdə o, "böyük elm" olmuşdur. Amma cihazlar dəyəri və mürəkkəbliyi beynəlxalq əməkdaşlıq irəli hərəkət etmək üçün yalnız imkan idi ki, nöqtəsinə artmışdır.

Dünyada Fusion reaktorları

1970-ci ildən, Fusion enerji kommersiya istifadəsi başlanğıcı daim 40 il təxirə salınır. Lakin, çox son illərdə baş verib, bu dövr edilməsi qısaldılmış bilər.

Princeton, ABŞ JET İngilis Avropalı, və MAST Thermonuclear Eksperimental Reactor TFTR, o cümlədən Daxili neçə tokamaks. beynəlxalq ITER layihə hazırda Cadarache, Fransa tikilir. Bu il 2020-ci ildə işləyəcək böyük tokamak olacaq. 2030-cu ildə Çin ITER aşacaq olan CFETR inşa ediləcək. Eyni zamanda, Çin eksperimental ifratkeçirici tokamak EAST araşdırma aparır.

Fusion reaktorları digər növü - stellarators - də tədqiqatçılar arasında məşhur. Ən böyük LHD biri üçün Yapon Milli İnstitutu qoşulub Fusion 1998-ci ildə. Bu maqnetik plazma azadlıqdan məhrumetmə yaxşı konfiqurasiya axtarmaq üçün istifadə olunur. 2002 1988-ci illərdə Alman Max Planck İnstitutu indi Garching reaktor AS 7 Wendelstein üzərində araşdırma və - daha çox 19 il davam tikinti olan Wendelstein 7-X at. Başqa bir stellarator TJII Madrid, İspaniya fəaliyyət. Amerika Birləşmiş Ştatları Princeton laboratoriya ildə plazma fizikası o 2008-ci ildə 1951-ci ildə bu tipli ilk nüvə Fusion reaktorunun inşa (PPPL), bu, dəyəri taşmaları və maliyyə olmaması NCSX tikintisi dayandırılıb.

Bundan əlavə, ətalətin Fusion tədqiqat əhəmiyyətli nailiyyətləri. Building National Ignition Facility Milli Nüvə Təhlükəsizlik İdarəsi tərəfindən maliyyələşdirilən Lawrence Livermore Milli laboratoriyası (LLNL), at $ 7 mlrd (Qonşuluq İnvestisiya Mexanizmi) 2009-cu ildə başa çatıb, Fransız Laser Mégajoule (LMJ) Oktyabr 2014-ci ilin iş başlatdı. bir neçə millimetr hədəf ölçüsü yüngül enerji ikinci təxminən 2 milyon joules bir neçə billionths ərzində çatdırılır lazer istifadə Fusion reaktor nüvə Fusion başlamaq üçün. Qonşuluq İnvestisiya Mexanizmi və LMJ əsas məqsədi milli nüvə silahı proqramları dəstəkləmək üçün tədqiqat edir.

ITER

1985-ci ildə Sovet İttifaqı Avropa, Yaponiya və Amerika Birləşmiş Ştatları ilə birlikdə bir nəsil tokamak qurmaq təklif edib. iş MAQATE-nin himayəsi altında keçirilib. 1988-ci ildən 1990-cı ilə dövründə bu udur daha çox enerji istehsal edə bilər ki Fusion sübut etmək üçün də "yol" və ya latın "səyahət" deməkdir beynəlxalq thermonuclear Eksperimental Reactor ITER, ilk layihələri yaradılmışdır. Kanada və Qazaxıstan hissəsi müvafiq olaraq Euratom və Rusiyanın vasitəçiliyi aldı.

ITER Şurasının 6 il müəyyən fizika və $ 6 mlrd texnologiyası əsasında ilk kompleks reaktor dizayn təsdiq sonra. Sonra ABŞ xərcləri yarı bölmək və layihə dəyişdirməyə məcbur konsorsium, çəkildi. nəticə $ 3 mlrd. məbləğində ITER-FEAT idi, Amma bir özünü təmin reaksiya, və güc müsbət saldo əldə edə bilərsiniz.

2003-cü ildə Amerika Birləşmiş Ştatları bir daha konsorsiumuna qoşulub və Çin iştirak etmək istədiklərini açıqladı. Nəticədə, orta 2005-ci ildə, tərəfdaşlar Fransanın cənubunda Cadarache da Iter tikintisi barədə razılığa gəliblər. 10% hər - Aİ və Fransa Yaponiya, Çin, Cənubi Koreya, ABŞ və Rusiyanın isə, EUR 12,8 milyard yarım etdik. Yaponiya yüksək komponentləri quraşdırma test materialları üçün nəzərdə IFMIF 1 milyard dollara başa və növbəti test reaktor inşa etmək hüququna malik olan təmin edir. əməliyyat 20 il - Iter ümumi dəyəri 10 illik tikinti və yarısı yarısı dəyəri daxildir. Hindistan gec 2005-ci ildə Iter yeddinci üzvü oldu

təcrübələr maqnit aktivləşdirilməsi qarşısını almaq üçün hidrogen istifadə 2018-ci ildə başlamaq üçün. DT plazma istifadə 2026 əvvəl gözlənilmir

Məqsəd ITER - elektrik yaradan olmadan az 50 mW giriş güc istifadə edərək 500 meqavat (ən azı 400 saniyə) inkişaf edir.

Dvuhgigavattnaya Demo nümayiş bitki geniş miqyaslı istehsal edəcək elektrik istehsalı daimi əsasında. Demo konseptual dizayn 2017-ci ilə başa çatacaq və onun tikinti 2024-cü ildə başlayacaq. Start 2033-ci ildə keçiriləcək.

JET

1978-ci ildə Avropa İttifaqı (Euratom, İsveç və İsveçrə) Böyük Britaniyada birgə Avropa JET layihəyə başlamışıq. JET hazırda dünyanın ən böyük əməliyyat tokamak edir. Belə bir reaktor JT-60 Fusion Yapon Milli İnstitutunda fəaliyyət göstərir, lakin yalnız JET Deuterium-tritium yanacaq istifadə edə bilər.

reaktor 1983-cü ildə başlayıb və nəzarət thermonuclear Fusion 16 MW Deuterium-tritium plazma ikinci 5 MVt və sabit enerji Noyabr 1991-ci keçirilən ilk sınaq idi. Bir çox eksperimentlər istilik sxemlər və digər üsulları müxtəlif öyrənmək üçün aparılmışdır.

Əlavə təkmilləşdirilməsi JET öz imkanlarını artırmaq aiddir. MAST yığcam reaktor JET ilə inkişaf edir və ITER layihəsinin bir hissəsidir.

K-STAR

K-STAR - Daejeon Fusion Araşdırmalar Koreya ifratkeçirici tokamak Milli İnstitutu (NFRI), orta 2008-ci ildə ilk plazma istehsal. Bu pilot layihədir beynəlxalq əməkdaşlığın nəticəsidir ITER. 1,8 m tokamak radius - ifratkeçirici maqnit Nb3Sn, ITER istifadə olunacaq ki, eyni işə ilk reaktor. 2012-ci ildə sona çatdı birinci mərhələsi zamanı, K-STAR əsas texnologiyaları mümkünlüyünü sübut etmək 20 saniyə plazma pulse müddəti nail olmaq idi. İkinci mərhələdə (2013-2017) yüksək AT-rejimi modernləşdirilməsi uzun H rejimində 300 s paxlalı, və keçid öyrənmək üçün həyata keçirilir. Üçüncü mərhələdə (2018-2023) məqsədi uzun pulse rejimində yüksək performans və səmərəliliyinin nail olmaqdır. addım 4 (2023-2025) ildə DEMO texnologiyası sınaqdan keçiriləcək. cihaz tritium DT və yanacaq istifadə ilə iş iqtidarında deyil.

K-DEMO

Enerji Princeton Plazma fizikası laboratoriyası (PPPL) ABŞ Dövlət Departamentinin və Cənubi Koreya İnstitutu NFRI ilə əməkdaşlıq nəzərdə tutulmuşdur, K-DEMO Mart sonra kommersiya reaktorlarının yaradılması istiqamətində növbəti addım olmalıdır və elektrik grid güc yaradan bilən ilk stansiya olacaq, yəni, bir neçə həftə 1 milyon kilovat. Onun diametri 6.65 m olacaq və bu layihə DEMO tərəfindən bir yorğan modulu olacaq. Təhsil, Elm və Koreya Texnologiyaları Nazirliyi bir trilyon Koreya von ($ 941 milyon) haqqında bu investisiya planlaşdırır.

EAST

Çin Hefee Fizika İnstitutunda Çin pilot təkmilləşdirilmiş ifratkeçirici tokamak (EAST) ° C hidrogen plazma temperatur 50 milyon yaradılmış və 102 saniyə üçün saxlanılır.

TFTR

American laboratoriya PPPL eksperimental thermonuclear reaktor TFTR 1997 1982-ci ildən işləmişdir. Dekabr 1993-cü ildə o, Deuterium-tritium bir plazma ilə geniş təcrübələr ilk TFTR maqnit tokamak oldu. Aşağıda, reaktor nəzarət güc 10,7 MVt isə rekord istehsal və 1995-ci ildə temperatur rekord əldə olunub ionlaşmış qaz 510 milyon ° C Lakin, quraşdırma breakeven Fusion güc müvəffəqiyyətli ola bilmədi, amma uğurla hardware dizayn ITER əhəmiyyətli töhfə məqsədi həyata keçirilir.

LHD

Toki nüvə Fusion üçün Yapon Milli İnstitutu, Gifu Prefecture, ildə LHD dünyanın ən böyük stellarator idi. Fusion reaktor 1998-ci ildə reallaşan başlayan və o, digər əsas qurğular müqayisə plazma azadlıqdan məhrumetmə keyfiyyətini nümayiş etdirdi. Bu 13.5 Kev ion temperatur (təxminən 160 milyon ° C) və 1,44 ƏN enerji əldə olunub.

Wendelstein 7-X

Mərhum 2015-ci ildə başlayan test bir il sonra, qısa müddətdə helium temperatur çatdı 1 milyon ° C. 2016-cı ildə 2 MVt istifadə edərək, bir hidrogen plazma ilə thermonuclear reaktor temperatur ikinci dörddə 80 milyon ° C çatdı. W7-X stellarator dünyanın ən böyük və 30 dəqiqə fasiləsiz əməliyyat planlaşdırılır. reaktorun qiyməti € 1 milyard dollar təşkil edib.

Qonşuluq İnvestisiya Mexanizmi

Milli Baca Mexanizmi (Qonşuluq İnvestisiya Mexanizmi) mart 2009-cu il, Lawrence Livermore Milli laboratoriyası (LLNL) il başa çatdırılmışdır. Onun 192 lazer şüaları istifadə edərək, NIF hər hansı əvvəlki lazer sistem daha 60 dəfə daha çox enerji konsentrə etməyə qadirdir.

Cold Fusion

Mart 1989-ci ildə iki tədqiqatçılar, Amerika Stenli Pons və Martin Fleischmann britaniyalı, onlar otaq temperaturunda fəaliyyət göstərən bir sadə masa üstü soyuq Fusion reaktor başlatdıqlarını bildirib. proses Deuterium nuclei yüksək sıxlığı ilə cəmlənmişdir olan bir palladium elektrod istifadə ağır su elektroliz ibarət idi. tədqiqatçılar helium, tritium və neytronların daxil olmaqla, sintez yan məhsulları var idi, eləcə də yalnız nüvə prosesləri baxımından izah etmək olar istilik istehsal edirlər. Lakin, digər experimenters bu təcrübə kopya bilmədi. elmi ictimaiyyətin əksəriyyəti soyuq Fusion reaktorları real olduğunu hesab etmir.

Aşağı enerji nüvə reaksiyaları

aşağı enerji sahəsində davam "soyuq Fusion" tədqiqat iddiaları ilə başladılan nüvə reaksiyaları bir empirik dəstəyi ilə, lakin ümumiyyətlə elmi izahı qəbul edilmir. Görünür, zəif nüvə qarşılıqlı (nüvə parçalanma və ya sintezi kimi və bir güclü qüvvə) yaratmaq və neytronların ələ üçün istifadə olunur. Denemeler katalizator yataq vasitəsilə hidrogen və ya Deuterium nüfuz və metal ilə reaksiya daxildir. Tədqiqatçılar müşahidə enerji azad hesabat. əsas praktik nümunə hər hansı bir kimyəvi reaksiya verə bilər daha çox sayda olan istilik ilə nikel tozu ilə hidrogen reaksiya deyil.