Fusion reaktori u svijetu. Prvi reaktor fuzijski

Danas, mnoge zemlje sudjeluju u fuzije istraživanja. Čelnici su Europska unija, SAD, Rusija i Japan, dok je Kina program, Brazil, Kanada i Koreja su sve više raste. U početku, fuzijski reaktori u Sjedinjenim Američkim Državama i Sovjetskom Savezu su povezani s razvojem nuklearnog oružja i ostao tajna sve do konferencije „Atoms For Peace”, koji je održan u Ženevi 1958. godine. Nakon stvaranja Sovjetskog tokamak istraživanje nuklearne fuzije u 1970 on je postao „veliki znanost”. No, troškovi i složenost uređaja je porasla do te mjere da je međunarodna suradnja je bila jedina prilika da se krene naprijed.

Fusion reaktora na svijetu

Od 1970-ih, početak komercijalne upotrebe fuzije stalno odgađa se za 40 godina. Međutim, mnogo se dogodilo u posljednjih nekoliko godina, što ovaj se rok može skratiti.

Ugrađeni nekoliko tokamaks, uključujući JET europske, britanske i MAST Termonuklearna eksperimentalnog reaktora TFTR u Princetonu, SAD. Međunarodna ITER Projekt je trenutno u izgradnji u Cadarache, u Francuskoj. To će postati najveći tokamak koji će raditi u godinama 2020. U 2030, Kina će biti izgrađen CFETR, koji će nadmašiti ITER. U međuvremenu, Kina provodi istraživanja na eksperimentalnim supravodljivi tokamak istoku.

Fusion reaktori drugi tip - stellarators - također popularna među istraživačima. Jedan od najvećih, LHD, pridružio japanski Nacionalni institut za Fusion 1998. To se koristi za traženje najboljeg konfiguraciju magnetskog poroda plazme. Njemački Max Planck Institut za razdoblje od 1988. do 2002. godine provela istraživanje o wendelstein 7-AS reaktora u Garchingu, a sada - u wendelstein 7-X, čija je gradnja trajala više od 19 godina. Još stellarator TJII operiran u Madridu, Španjolska. U SAD-u Princeton laboratorij plazma fizike (PPPL), gdje je izgradio prvu nuklearnu fuziju reaktora ove vrste u 1951, u 2008 on je zaustavio izgradnju NCSX zbog prekoračenja troškova i nedostatka sredstava.

Osim toga, značajna postignuća u istraživanju inercijske fuzije. Objekt Zgrada Nacionalni paljenja (NIF) u vrijednosti 7 milijardi $ u Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), financiranog od strane Nacionalne nuklearnu sigurnost uprave, dovršena je u ožujku 2009. godine, francuski Laser Mégajoule (LMJ) započela je s radom u listopadu 2014. godine. Fusion reaktori koriste laseri dostavljene u roku od nekoliko billionths se drugim oko 2.000.000 džula od svjetlosne energije na ciljanom veličinom od nekoliko milimetara za početak nuklearnu fuziju. Glavni cilj NIF i LMJ je istraživanje podržati nacionalne nuklearno oružje programe.

ITER

Godine 1985. Sovjetski Savez je predložio za izgradnju nove generacije tokamak zajedno sa Europi, Japanu i SAD-u. Rad je provedeno pod pokroviteljstvom IAEA. U razdoblju od 1988. do 1990. godine je stvorena prva nacrta Međunarodnog Termonuklearna eksperimentalnog reaktora ITER, koji također znači „put” ili „putovanje” u latinski, kako bi se dokazalo da je fuzija može proizvesti više energije nego što upija. Kanada i Kazahstan su sudjelovali posredovan Euratom-a i Rusije, respektivno.

Nakon 6 godina ITER vijeća odobrila prvu složenu reaktora dizajn temelji se na utvrđenom fizike i tehnologije, vrijedan $ 6 milijardi eura. Tada je SAD povukao iz konzorcija, koji je prisiljen prepoloviti troškove i promijeniti projekt. Rezultat je bio ITER-podvig vrijedan 3 milijarde $., Ali možete postići samoodrživog reakciju, i pozitivan odnos snaga.

Godine 2003. Sjedinjene Države još jednom pridružio konzorciju, a Kina je najavila svoju želju da sudjeluju u njemu. Kao rezultat toga, sredinom 2005. godine, partneri su se složili o izgradnji ITER na Cadarache u južnoj Francuskoj. EU i Francuska su napravili polovicu 12,8 milijardi eura, dok je Japan, Kina, Južna Koreja, SAD i Rusije - 10% svaki. Japan osigurava visoki komponente sadržane instalacija košta IFMIF 1 milijarde namijenjen za ispitivanja materijala i imao pravo podići sljedeći test reaktora. Ukupni troškovi ITER uključuje pola troškova izgradnje od 10 godina i pol - na 20 godina rada. Indija je postala sedma članica ITER krajem 2005. godine

Eksperimenti su započeti 2018 uz korištenje vodika kako bi se izbjeglo aktiviranje magneta. Korištenje DT plazmu ne očekuje se prije 2026.

Svrha ITER - razviti 500 megavat (najmanje 400 sekundi) pomoću najmanje 50 mW ulaznu snagu bez proizvodnju električne energije.

Dvuhgigavattnaya Demo demonstracija Tvornica će proizvoditi u velikim proizvodnju električne energije na stalnoj osnovi. Demo idejni projekt će biti završen do 2017. godine, a njegova izgradnja će početi 2024. godine. Početak održat će se u 2033.

JET

Godine 1978., EU (Euratom, Švedska i Švicarska) započeli su zajedničku europsku JET projekt u Velikoj Britaniji. JET je trenutno najveći operativni tokamak u svijetu. Takav reaktor JT-60 djeluje u japanskom Nacionalnog instituta za fuziju, ali samo JET mogu koristiti deuterij tricija goriva.

Reaktor je pokrenuta je 1983. i bio je prvi eksperiment u kojem se održava pod kontrolom termonuklearni fuzijski do 16 MW studenog 1991. za drugi 5 MW i stabilnog napajanja za deuterij tricija plazme. Mnogi eksperimenti su provedena na studij različite krugova grijanja i druge tehnike.

Daljnja poboljšanja se odnose JET povećati svoje kapacitete. MAST kompaktni reaktor je razvijen s jet i ITER je dio projekta.

K-STAR

K-STAR - Korejski supravodljivi tokamak Nacionalni institut za Fusion studije (NFRI) u Daejeon, koja je proizvela svoj prvi plazmu sredinom 2008. godine. Ovo je pilot projekt ITER, koji je rezultat međunarodne suradnje. Tokamak radijus 1,8 m - prvi reaktor upotrebom supravodljivih magneta Nb3Sn, ista koja će se koristiti u ITER. Tijekom prve faze, koja je završila u 2012, K-STAR morao dokazati održivost osnovnih tehnologija i postići trajanja plazme puls na 20 sekundi. U drugoj fazi (2013-2017) provodi se proučavati modernizacije duge pulseva do 300 sekundi u načinu H, i prijelaz na visoko U načinu rada. Svrha treće faze (2018-2023) je postizanje visoke performanse i učinkovitost u dugoj puls mode. U koraku 4 (2023-2025), biti će testirana DEMO tehnologije. Uređaj nije sposoban za rad s tricija DT i gorivo koristi.

K-DEMO

Dizajniran u suradnji s Princeton plazma fizike Laboratory (PPPL) američkog ministarstva energetike i južnokorejskog instituta NFRI, K-DEMO trebao biti sljedeći korak prema stvaranju komercijalnih reaktora nakon ITER, te će biti prva elektrana kadro snage na električnu mrežu, naime, 1 milijuna kilovata do nekoliko tjedana. Njegov promjer će biti 6,65 m, a to će imati deka modul generira projekta DEMO. Ministarstvo obrazovanja, znanosti i tehnologije Koreje planira ulagati u njega oko Korean Won bilijuna (941 milijuna dolara).

ISTOK

Chinese pilot poboljšana supravodljivih tokamak (istok) u Institutu Physics u Kini Hefee izrađen temperature vodika u plazmi od 50 milijuna ° C i održavana je na 102 sekundi.

TFTR

Američki laboratorij PPPL eksperimentalni termonuklearni reaktor TFTR radio od 1982. do 1997. godine. U prosincu 1993. godine, postao je prvi TFTR magnetska tokamak, što je opsežna eksperimente sa plazmom deuterij tricija. U nastavku, reaktor proizveden zapis dok kontrolirano snage 10,7 MW, a 1995. evidencija temperature ostvaren ionizirane plin na 510 milijuna ° C. Međutim, instalacija nije uspjela pokrića fusion moć, ali je uspješno ispunio cilj izrade hardvera, što je značajan doprinos ITER.

LHD

LHD u japanskom Nacionalnog instituta za nuklearnu fuziju u Toki, Gifu, bio je najveći stellarator na svijetu. Pokretanje fuzija reaktor održan 1998. godine, a on je pokazao kvalitetu plazma zatočenja, u usporedbi s ostalim većim instalacijama. Je postignut 13.5 keV temperaturu iona (oko 160 milijuna ° C) i energiju 1,44 MJ.

Wendelstein 7-X

Nakon godinu dana testiranja, koja počinje krajem 2015. godine, temperatura helij u kratkom vremenu dosegla 1 milijun ° C 2016. termonuklearnu Reaktor s vodikom pomoću plazme 2 MW, temperatura dosegla 80 ° C milijuna za četvrtinu sekunde. W7-X stellarator je najveća na svijetu, a planirano je da bude u stalnom pogonu za 30 minuta. Trošak reaktora u iznosu od 1 milijarde €.

NIF

Nacionalni Objekt paljenja (NIF) u dovršena je u ožujku 2009. godine, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) godine. Koristeći svoje 192 laserske zrake, NIF je sposoban koncentriraju 60 puta više energije nego bilo koje prethodne laserskog sustava.

hladna fuzija

U ožujku 1989. godine, dva istraživača, američki Stenli Pons i Martin Fleischmann Britanac, rekao je da su pokrenuli jednostavna desktop hladna fuzija reaktor, koji djeluju na sobnoj temperaturi. Postupak se sastoji u elektrolize teške vode korištenjem paladij elektrode na kojoj se koncentrira deuterija jezgre s visokom gustoćom. Istraživači tvrde da proizvodi toplinu, koja se može objasniti samo u smislu nuklearnih procesa, kao i bilo nusprodukti sinteze, uključujući helij, tricija i neutrona. Međutim, drugi Eksperimenti nisu uspjeli ponoviti to iskustvo. Većina znanstvene zajednice ne vjeruje da je hladna fuzija reaktora su stvarni.

Niskoenergetske nuklearne reakcije

Potaknut tvrdnjama „hladna fuzija” istraživanja nastavio u području nisko energetskih nuklearnih reakcija, s nekim empirijskim podršku, ali nije općenito prihvaćeno znanstveno objašnjenje. Očito, slabe nuklearne interakcije (a ne jaka sila, kao u nuklearne fisije ili sintezom) koriste se za stvaranje i snimanje neutrona. Eksperimenti su prodiranje vodik ili deuterij preko katalizatora i reakcija s metal. Znanstvenici izvješćuju promatranu energije izdanje. Glavna praktična primjer je reakcija vodika s niklenim prah s toplinom, pri čemu je broj veći od može dati nikakve kemijske reakcije.