Dünyada Füzyon reaktörleri. birinci füzyon reaktörü

Bugün birçok ülke füzyon araştırmalarında katılıyor. Çin'in programı, Brezilya, Kanada ve Kore hızla artarken liderleri, Avrupa Birliği, ABD, Rusya ve Japonya vardır. Başlangıçta, Amerika Birleşik Devletleri ve Sovyetler Birliği'nde füzyon reaktörleri, nükleer silahların gelişimi ile bağlantılı ve 1958 yılında Cenevre'de düzenlenen konferansta "Barış için Atom" kadar gizli kalmıştır edilmiştir. Sovyet TOKAMAK araştırma yaratıldıktan sonra nükleer füzyon 1970'lerde o "büyük bilim" haline gelmiştir. Ama cihazların maliyeti ve karmaşıklığı uluslararası işbirliğinin ileriye taşımak için tek fırsat olduğunu noktaya artmıştır.

Dünyada Füzyon reaktörleri

1970'lerden beri, füzyon enerjisinin ticari kullanım başlangıcı sürekli 40 yıldır ertelendi. Ancak, son yıllarda çok şey oldu, bu süreyi yapım kısaltılabilir.

Princeton, ABD'de JET İngiliz Avrupa ve MATT Termonükleer Deneysel Reaktör TFTR gibi dahili birkaç Tokamaklar. Uluslararası ITER projesi şu anda Cadarache, Fransa'da yapım aşamasındadır. Bu yıl 2020 yılında çalışacak büyük TOKAMAK haline gelecektir. 2030 yılında Çin ITER aşacak olan CFETR inşa edilecek. Bu arada, Çin deneysel süper iletken TOKAMAK DOĞU üzerinde araştırma yapmaktadır.

Füzyon reaktörleri diğer türü - Stellatörler - Ayrıca araştırmacılar arasında popüler. En büyük LHD biri olan Japon Ulusal Enstitüsü katıldı Fusion 1998 yılında. Manyetik plazma hapsi iyi yapılandırma için arama yapmak için kullanılır. 2002 1988 döneminde Alman Max Planck Enstitüsü, şimdi Garching'deki reaktörün OLARAK 7-Wendelstein üzerinde araştırma yaptı ve - Wendelstein den fazla 19 yıl süren inşaat olan 7-X. Başka stellatör TJII Madrid, İspanya ameliyat. Amerika Birleşik Devletleri Princeton laboratuvar olarak plazma fiziği o 2008 yılında, 1951 yılında bu tip ilk nükleer füzyon reaktörü inşa (pppl), bunun nedeni maliyet aşımları ve finansman yetersizliği nedeniyle NCSX yapımını durdurdu.

Buna ek olarak, atalet füzyon araştırmalarında önemli başarıları. Bina Ulusal Ateşleme Tesisi Ulusal Nükleer Güvenlik İdaresi tarafından finanse Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL), en $ 7 milyar değerinde (NIF), Mart 2009'da tamamlanmıştır, Fransız Lazer Megajul (LMJ) Ekim 2014 yılında çalışmalarına başlamıştır. Birkaç milimetre hedef boyutunda ışık enerjisinin ikinci yaklaşık 2 milyon joule birkaç milyarda içinde teslim lazerler kullanarak Füzyon reaktörleri, nükleer füzyon başlatın. NIF ve LMJ temel amacı ulusal nükleer silah programlarını desteklemek için araştırmadır.

ITER

1985 yılında Sovyetler Birliği Avrupa, Japonya ve ABD ile birlikte yeni nesil tokamak inşa etmek önerdi. iş IAEA gözetiminde gerçekleştirilmiştir. 1988'den 1990'a kadar dönemde o emer daha fazla enerji üretebilir o füzyon kanıtlamak için de "yol" veya Latince "seyahat" anlamına Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktörü ITER, ilk taslaklarını oluşturuldu. Kanada ve Kazakistan kısmı sırasıyla Euratom ve Rusya aracılık aldı.

ITER Konseyi'nin 6 yıl kurulan fizik ve 6 milyar $ değerinde teknolojisine dayalı ilk kompleks reaktör tasarımı onayladı sonra. Sonra ABD maliyetlerini yarıya ve projeyi değiştirmek zorunda konsorsiyum, çekildi. Sonuç 3 milyar $. değerinde ITER-FEAT vardı ama sen kendi kendini idame ettiren bir tepki ve güç pozitif bakiye elde edebilirsiniz.

2003 yılında, Amerika Birleşik Devletleri bir kez daha konsorsiyuma katıldı ve Çin buna katılma arzularını açıkladı. Sonuç olarak, 2005 ortalarında, ortaklar Güney Fransa'da Cadarache de ITER yapımı konusunda anlaştı. % 10 her - AB ve Fransa Japonya, Çin, Güney Kore, ABD ve Rusya olurken, Euro 12800000000 yarısını yaptık. Japonya yüksek bileşenler yükleme testi malzemeler için amaçlanan IFMIF 1 milyar mal ve sonraki test reaktörü inşa etme hakkına sahip bulunan sağlar. operasyonun 20 yıl - ITER toplam maliyeti 10 yıllık inşaat ve yarı yarısını maliyetini içerir. Hindistan 2005 sonlarında ITER yedinci üyesi oldu

Deneyler mıknatısların aktif hale geçmesini önlemek amacıyla, örneğin hidrojen ile 2018 başlayacak. DT plazmayı kullanarak 2026 öncesinde beklenmemektedir

Amaç ITER - elektrik oluşturmadan az 50 mW giriş gücü kullanarak 500 megawatt (en az 400 saniye) gelişir.

Dvuhgigavattnaya Demo gösteri bitki büyük ölçekli üretecek elektrik üretimini kalıcı olarak. Demo kavramsal tasarım 2017 yılına kadar tamamlanacak ve onun inşaat 2024 yılında başlayacaktır. Başlangıç 2033 yılında gerçekleşecek.

JET

1978 yılında AB (Euratom, İsveç ve İsviçre) İngiltere'de bir ortak Avrupa JET proje başlattık. JET şu anda dünyanın en büyük işletme TOKAMAK olduğunu. Bu tür bir reaktör JT-60 füzyon Japon Ulusal Enstitüsünde çalışır, ancak JET döteryum-trityum yakıt kullanabilir.

Reaktör 1983'de başlatılmıştır ve kontrollü termonükleer füzyon 16 MW döteryum-trityum plazma için ikinci bir 5 MW ve sabit güç Kasım 1991 'de tutulduğu ilk bir deneydi. Birçok deneyler ısıtma devreleri ve diğer teknikler farklı çalışma yapılmıştır.

Diğer gelişmeler, JET kapasitesini artırmak ilgilendirmektedir. DİREK kompakt reaktör JET ile geliştirilen ve ITER projesinin bir parçasıdır.

K-YILDIZ

K-YILDIZ - Daejeon Füzyon Çalışmaları Koreli süper iletken TOKAMAK Ulusal Enstitüsü (NFRI), 2008 yılı ortalarında ilk plazmayı üretti. Bu bir pilot projedir uluslararası işbirliğinin sonucudur ITER. 1.8 m Tokamak yarıçapı - süper-iletken mıknatıslar Nb3Sn, ITER kullanılacak aynı birinci bir reaktör. 2012 yılında sona eren ilk aşamasında, K-YILDIZ temel teknolojilerin uygulanabilirliğini kanıtlamak ve 20 saniye ile plazma darbe süresinin ulaşmak zorunda kaldı. İkinci aşamada (2013-2017) yüksek AT-tarzıyla modernizasyon uzun H modunda 300 s bakliyat ve geçişi çalışma gerçekleştirilir. Üçüncü aşamada (2018-2023) amacı, uzun sinyal modunda yüksek performans ve verimlilik elde etmektir. Adım 4 (2023-2025) demo teknolojisi test edilecektir. Cihaz trityum DT ve yakıt kullanımları ile çalışma özelliğine sahip değildir.

K-DEMO

Enerji Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı (pppl) ABD Bakanlığı ve Güney Kore Enstitüsü NFRI ile işbirliği içinde tasarlanan K-DEMO ITER sonra ticari reaktörlerin oluşturulmasına doğru bir sonraki adım olmalıdır ve elektrikli ızgara güç üretebilen ilk enerji santrali olacak, yani birkaç hafta 1 milyon kilovat. Onun çapı 6.65 metre olacak ve bu proje DEMO tarafından oluşturulan bir battaniye modülü olacaktır. Eğitim, Bilim ve Kore Teknoloji Bakanlığı trilyon Kore won ($ 941 milyon) hakkında ona yatırım yapmayı planlıyor.

DOĞU

Çin Hefee Fizik Enstitüsü'nde Çin Pilot gelişmiş süper-iletken Tokamak (Doğu) °, hidrojen, plazma sıcaklığı 50 milyon oluşturulan ve 102 saniye boyunca tutulur.

TFTR

Amerikan laboratuvar pppl deneysel termonükleer reaktör TFTR 1997 1982 çalışmıştır. Aralık 1993 yılında döteryum-trityum bir plazma ile yaygın deneyleri yapılan ilk TFTR manyetik Tokamak haline geldi. Aşağıda, tepkime kabı kontrollü güç 10.7 MW sırasında kayıt üretilen ve 1995 yılında, sıcaklığın kayıt elde edilmiştir iyonize gaz 510 milyon ° C'ye Ancak yükleme başabaş füzyon gücü başarılı olamadı, ancak başarılı, donanım tasarımı ITER önemli bir katkı yapma hedefi yerine getirilmiştir.

LHD

Toki nükleer füzyon için Japon Ulusal Enstitüsü, Gifu Prefecture, LHD dünyanın en büyük stellatör oldu. füzyon reaktörü 1998'de düzenlenen başlayan ve o diğer büyük tesisler ile karşılaştırılabilir plazma hapsi kalitesini göstermiştir. Bu 13.5 keV iyon sıcaklığı (yaklaşık 160 milyon ° C) ve 1.44 MJ enerjisini ulaşılmıştır.

Wendelstein 7-X

Geç 2015'te başlayan test, bir yıl sonra, kısa bir süre içinde helyum sıcaklığı ulaştı, 1 milyon ° C 2016 yılında, 2 MW kullanılarak bir hidrojen plazması ile nükleer reaktör, sıcaklık, bir saniyenin dörtte için 80 milyon ° C'ye ulaştı. W7-X stellatör dünyanın en büyük ve 30 dakika boyunca sürekli operasyonda olması planlanmaktadır. Reaktörün maliyeti 1 milyar € olarak gerçekleşti.

NIF

Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF) 'de Mart 2009'da Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) yıl içinde tamamlandı. onun 192 lazer ışınlarını kullanarak, NIF önceki lazer sistemi 60 kat daha fazla enerji konsantre yeteneğine sahiptir.

Soğuk füzyon

1989 yılı Mart ayında, iki araştırmacı, Amerikan Stenli Pons ve Martin Fleischmann İngiliz, onlar oda sıcaklığında çalışan, basit bir masaüstü soğuk füzyon reaktörü başlattı söyledi. işlem döteryum çekirdekleri yüksek yoğunluklu konsantre edildiği bir paladyum elektrot kullanarak ağır su elektrolizinde oluşuyordu. Araştırmacılar helyum, trityum ve nötron içeren sentez yan ürünleri, orada olduğu gibi, sadece nükleer süreçler açısından açıklanabilir ısı üreten ileri. Ancak, diğer deneyci bu deneyimi çoğaltmak için başarısız oldu. bilim dünyasında çoğu soğuk füzyon reaktörleri gerçek olduğuna inanır etmez.

Düşük enerjili nükleer reaksiyonlar

düşük enerji alanında devam "soğuk füzyon" araştırmanın iddiaları tarafından başlatılan , nükleer reaksiyonlar bazı ampirik desteği ile ancak genellikle bilimsel açıklama kabul edilmez. Açıktır ki, zayıf çekirdek etkileşimler (nükleer fizyon ya da sentez gibi olup, güçlü bir kuvvet) oluşturmak ve nötron yakalama için kullanılır. Deneyler, katalizör yatağı boyunca hidrojen veya döteryum penetrasyonu ve metal ile reaksiyonunu içine alır. Araştırmacılar gözlenen enerji salınımını bildirmektedir. Ana pratik bir örnek, herhangi bir kimyasal reaksiyon verebilir daha büyük sayıda olan ısı, bir nikel tozu ile hidrojen reaksiyonudur.