Фузија реактори во светот. првиот реактор Фузија на

Денес, многу земји учествуваат во истражувањето фузија. Лидерите се Европската унија, САД, Русија и Јапонија, додека програмата на Кина, Бразил, Канада и Кореја се рапидно се зголемува. Првично, фузија реактори во САД и Советскиот Сојуз се поврзани со развојот на нуклеарното оружје и остана тајна, додека на конференцијата "Атоми за мир", што се одржа во Женева во 1958 година. По создавањето на Советскиот tokamak истражување на нуклеарна фузија во 1970 година таа стана "голем наука". Но, трошоците и комплексноста на уредите се зголеми до точка дека меѓународната соработка е единствена можност да се движи напред.

Фузија реактори во светот

Од 1970 година, на почетокот на комерцијална употреба на фузија енергија е постојано се одложува за 40 години. Сепак, многу се случило во последните неколку години, со што овој рок може да се скрати.

Изградено неколку Токамаци, вклучувајќи го и ЏЕТ Европа, британските и масните Термонуклеарните експериментален реактор TFTR во Принстон, САД. Проектот за меѓународни ИТЕР е во фаза на изградба во Кадараш, Франција. Тоа ќе стане најголем tokamak кои ќе работат во годините 2020 година. Во 2030 година, Кина ќе биде изграден CFETR, која ќе ги надмине ИТЕР. Во меѓувреме, Кина спроведува истражување за експериментална суперкомпјутери tokamak Исток.

Фузија реактори друг вид - stellarators - исто така е популарен меѓу истражувачите. Еден од најголемите, LHD, се приклучи на јапонскиот Национален институт за топење во 1998 година. Тоа се користи за да пребарувате за најдобар конфигурација на магнетна плазма затвор. Германскиот Макс Планк Институтот за периодот од 1988 до 2002 година, спроведе истражување на Wendelstein 7-АС реактор во Гархинг, а сега - на Wendelstein 7-X, чија изградба траеше повеќе од 19 години. Друга stellarator TJII работи во Мадрид, Шпанија. Во лабораторијата на САД Принстон плазма физика (PPPL), каде што ја изгради првата нуклеарна фузија реактор од овој вид во 1951 година, во 2008 година се запре изградбата на NCSX поради пречекорување на трошоците и недостаток на средства.

Покрај тоа, значајни достигнувања во истражувањето на инертен фузија. Градење на Националниот палење Објект (NIF) во вредност од $ 7 милијарди на Националната лабораторија Лоренс Ливермор (LLNL), финансиран од Националната администрација за нуклеарна безбедност, беше завршена во март 2009 година, францускиот Ласерски Mégajoule на (LMJ) започна со работа во октомври 2014 година. Фузија реактори користејќи ласери доставени во рок од неколку милијардити дел од секунда околу 2 милиони џули енергија светло на целта големина од неколку милиметри до започне нуклеарна фузија. Главната цел на НИФ и LMJ е истражување за поддршка на националните програми за нуклеарно оружје.

ИТЕР

Во 1985 година, Советскиот Сојуз предложи да се изгради следната генерација на tokamak заедно со Европа, Јапонија и САД. Работата беше спроведена под покровителство на МААЕ. Во периодот 1988-1990 беше создадена на првиот нацрт на Меѓународниот Термонуклеарните експериментален реактор на ИТЕР, што исто така значи "начин" или "патување" на латински, со цел да се докаже дека фузија може да произведе повеќе енергија отколку што апсорбира. Канада и Казахстан, учествуваа со посредство на Евроатом и Русија, соодветно.

По 6 години на Советот ИТЕР го одобри првиот реактор на комплексни дизајн врз основа на воспоставени физика и технологијата во вредност од 6 $ милијарди долари. Потоа на САД се повлекоа од конзорциум, кои принудени да се преполови трошоците и промена на проектот. Резултатот беше ИТЕР-подвиг $ во вредност од 3 милијарди долари., Но може да се постигне самоодржливи реакција, како и позитивните рамнотежа на моќ.

Во 2003 година, САД уште еднаш се приклучи на конзорциумот, и Кина најави желба да учествуваат во неа. Како резултат на тоа, во средината на 2005 година, партнери се согласија за изградба на ИТЕР во Кадараш во јужна Франција. ЕУ и Франција го направија половина од 12,8 милијарди евра, додека во Јапонија, Кина, Јужна Кореја, САД и Русија - 10%. Јапонија обезбеди висок компоненти содржани инсталација IFMIF чини 1 милијарда наменет за испитување на материјали и има право да се подигне следниот тест реактор. Вкупните трошоци на ИТЕР вклучува половина од цената на еден 10-годишен изградба и половина - на 20 години од работењето. Индија стана седмиот член на ИТЕР на крајот на 2005 година

Експериментите треба да започнат во 2018 година, со употреба на водород, со цел да се избегне активирање на магнети. Користење на плазма ДТ не се очекува пред 2026 година

Цел ИТЕР - се развие 500 мегавати (барем за 400 секунди) со користење на помалку од 50 MW моќност без електрична енергија.

Dvuhgigavattnaya Демо демонстрација фабрика ќе произведува големи производство на електрична енергија на трајна основа. Демо концептуален дизајн ќе биде завршен до 2017 година, а нејзината изградба ќе започне во 2024 година. Почеток ќе се одржи во 2033 година.

ЏЕТ

Во 1978 година, ЕУ (Евроатом, Шведска и Швајцарија) почнаа заеднички европски проект JET во Велика Британија. ЏЕТ моментов е најголемиот оперативен tokamak во светот. Таквата реактор JT-60 работи во јапонскиот Национален институт за фузија, но само JET може да го користат на деутериум-тритиум гориво.

Реакторот беше лансиран во 1983 година и беше првиот експеримент во кој контролирана термонуклеарна фузија до 16 MW се одржа во ноември 1991 година по втор 5 MW и стабилна енергија за фузија на деутериум тритиум плазма. Многу експерименти беа спроведени за да се учат на различни грејни кола и други техники.

Понатамошни подобрувања се однесуваат на ЏЕТ зголеми својот капацитет. MAST компактен реактор е развиена со авион и ИТЕР е дел од проектот.

K-STAR

K-СТАР - корејски суперкомпјутери tokamak Националниот институт за топење студии (NFRI) во Даежеон, која го произведе својот прв плазма во средината на 2008 година. Ова е пилот проект ИТЕР, што е резултат на меѓународна соработка. Tokamak радиус од 1,8 m - првиот реактор вработување на суперкомпјутери магнети Nb3Sn, истата кои ќе се користат во ИТЕР. Во првата фаза, која заврши во 2012 година, К-СТАР требаше да докаже на одржливост на основните технологии и да се постигне траење плазма пулсот до 20 секунди. Во втората фаза (2013-2017) се врши за да се учат нејзината модернизација долго импулси до 300 и во H режим, и транзиција кон високо AT-режим. Целта на третата фаза (2018-2023) е да се постигне со високи перформанси и ефикасност во режим на долг пулсот. Во чекор 4 (2023-2025) ќе бидат тестирани DEMO технологија. Уредот не е способен да работи со тритиум DT и гориво употреба.

K-DEMO

Дизајниран во соработка со Принстон Плазма физика лабораторија (PPPL) Американското Министерство за енергетика и Јужна Кореја Институтот NFRI на на, К-DEMO треба да биде следниот чекор кон создавање на комерцијални реактори по ИТЕР, и ќе биде првата централа способен за генерирање на енергија на електричната мрежа, имено, 1 милион киловати на неколку недели. неговиот дијаметар ќе биде 6,65 метри, а тоа ќе има ќебе модул генерирани од страна на демо на проектот. Министерството за образование, наука и технологија на Кореја планира да инвестира во него околу трилион Кореја Освои ($ 941 милиони евра).

EAST

Кинески пилот подобри суперкомпјутери tokamak (Исток) во Институтот за физика во Кина Hefee создаде водород плазма температура 50 милиони ° C и се чуваат за 102 секунди.

TFTR

лабораторија PPPL TFTR американскиот термонуклеарна експериментален реактор работел 1982-1997. Во декември 1993 година, тој стана првиот TFTR магнетни tokamak, кои го направија богат експерименти со плазма на деутериум-тритиум. Во продолжение, реакторот произведува рекорд додека контролирана моќ од 10,7 мегавати, а во 1995 година, рекорд на температурата беше постигнат јонизиран гас за 510 милиони ° C. Сепак, инсталацијата не успее breakeven фузија моќ, но е успешно ги исполни целта на дизајнирање на хардверот, со што значителен придонес за ИТЕР.

LHD

LHD во Националниот институт за јапонската нуклеарна фузија во Токи, префектурата Гифу, беше најголемиот stellarator во светот. Почетна реактор фузија се одржа во 1998 година, и тој покажа на квалитетот на плазма затвор, да се спореди со другите големи инсталации. Тоа беше постигнат 13,5 keV јонски температура (околу 160 милиони ° C) и енергијата на 1,44 МЈ.

Wendelstein 7-X

По една година на тестирање, почнувајќи од крајот на 2015 година, температурата на хелиум во кратко време достигна 1 милион ° C. Во 2016 година термонуклеарна реактор со плазма на водород со користење на 2 MW, температурата достигна 80 милиони ° C за една четвртина од една секунда. W7-X stellarator е најголемиот во светот, а се планира да биде во континуирана работа за 30 минути. Цената на реакторот изнесува 1 милијарда €.

НИФ

Националниот палење Објект (NIF) во беше завршен во март 2009 година, Лоренс Ливермор Националната лабораторија (LLNL) година. Користејќи ја својата 192 ласерски зраци, на НИФ е во состојба да се концентрираат 60 пати повеќе енергија од било која претходна ласерски систем.

ладна фузија

Во март 1989 година, двајца истражувачи, американски Stenli Pons и Мартин Fleischmann Британецот, рече дека тие започнаа едноставен десктоп реактор ладна фузија, кои работат на собна температура. Процесот се состои во електролиза на тешка вода со користење на паладиум електрода во која деутериум јадра беа концентрирани со висока густина. Истражувачите тврдат дека произведува топлина, со што може да се објасни само во однос на нуклеарната процеси, како и имаше страна производи на синтеза, вклучувајќи ги и хелиум, тритиум и неутроните. Меѓутоа, други експериментатори не успеа да го повтори тоа искуство. Поголемиот дел од научната заедница не верува дека ладна фузија реактори се реални.

Ниско-енергетски нуклеарни реакции

Инициран од страна на тврдењата на "ладна фузија" истражување продолжи и во областа на ниско енергетски нуклеарни реакции, со некои емпириски поддршка, но не е општо прифатено научно објаснување. Очигледно, слабите нуклеарни интеракции (а не како силна сила, како и во нуклеарна фисија или синтеза) се користат за да се создаде и фаќање на неутрони. Експерименти вклучуваат пенетрација на водород или деутериум преку коритото на катализатор и реакцијата со метал. Истражувачите го пријавите набљудуваните ослободување на енергија. На главната практичен пример е реакцијата на водород со никел во прав со топлина, бројот на кој е поголем од може да даде било хемиска реакција.