Fusion reaktoriai pasaulyje. Pirmasis reaktorius,

Šiandien daugelis šalių dalyvauja sintezės mokslinių tyrimų. Lyderiai yra Europos Sąjunga, JAV, Rusija ir Japonija, o Kinija programa, Brazilija, Kanada ir Korėja sparčiai didėja. Iš pradžių, fusion reaktoriai Jungtinių Valstijų ir Sovietų Sąjungos buvo susijęs su branduolinių ginklų kūrimo ir liko paslaptis, kol konferencijoje "Atomai už taiką", kuri vyko Ženevoje 1958 m. Po Sovietų TOKAMAK tyrimų kuriant branduolių sintezės 1970 jis tapo "Big Science". Bet kaina ir sudėtingumas prietaisų išaugo iki taško, kad tarptautinis bendradarbiavimas buvo vienintelė galimybė judėti į priekį.

Fusion reaktoriai pasaulyje

Nuo 1970 komercinio naudojimo sintezės energijos pradžia yra nuolat atidedamas 40 metų. Tačiau, daug nutiko per pastaruosius metus, todėl šis laikotarpis gali būti sutrumpintas.

Pastatė keletą tokamakai, įskaitant JET Europos, Britų ir MAST termobranduolinis eksperimentinis reaktorius TFTR Princeton, JAV. Tarptautinė ITER projektas yra šiuo metu statomas Kadaraše, Prancūzijoje. Ji taps didžiausia tokamaku kad dirbs metus 2020. 2030, Kinija bus pastatytas CFETR, kuris viršys ITER. Tuo tarpu Kinija vykdo tyrimą apie eksperimentinio superlaidumo TOKAMAK Rytuose.

Fusion reaktoriai kito tipo - stelaratorius - taip pat populiarus tarp mokslininkų. Vienas iš didžiausių, LHD, prisijungė prie Japonijos nacionalinis institutas Fusion 1998. Jis yra naudojamas paiešką už geriausią konfigūracijos magnetinio gimdymo koncentraciją plazmoje. Vokietijos Max Planck institutas už laikotarpį nuo 1988 iki 2002, atliko tyrimą dėl Wendelstein 7-as reaktorių Garching, o dabar - ne Wendelstein 7-X, kurio statyba truko daugiau nei 19 metų. Kitas stelaratoriaus TJII veikė Madride, Ispanijoje. JAV Prinstono laboratorija plazmos fizikos (PPPL), kur jis pastatė pirmąją termobranduolinį reaktorių šio tipo 1951 metais, 2008 metais sustabdė NCSX statybą dėl išlaidų perviršio ir finansavimo trūkumo.

Be to, reikšmingi pasiekimai inercinės sintezės tyrimams. Statybos Nacionalinė Uždegimo Priemonės (KIP) verta $ 7 mlrd tuo Lawrence Livermore National Laboratory (llnl), finansuojamo Nacionalinio branduolinio saugumo administracijos, buvo baigta 2009 m, Prancūzijos Lazeriniai Mégajoule (LMJ) pradėjo dirbti 2014 spalio mėnesį. Fusion reaktoriai naudoja pristatyti per keletą milijardajai antrojo maždaug 2 mln džauliais šviesos energijos, tikslinės dydžio kelių milimetrų lazeriai pradėti branduolinės sintezės. Pagrindinis tikslas NIF ir LMJ yra moksliniai tyrimai siekiant paremti nacionalines branduolinių ginklų programas.

ITER

1985 metais, Sovietų Sąjunga pasiūlė statyti naujos kartos TOKAMAK kartu su Europoje, Japonijoje ir Jungtinėse Amerikos Valstijose. Darbas buvo atliktas pagal TATENA. Per laikotarpį nuo 1988 iki 1990 jis buvo sukurtas pirmas projektus Tarptautinio termobranduolinio eksperimentinio reaktoriaus ITER, kuris taip pat reiškia "kelią" arba "Travel" lotyniškai, siekiant įrodyti, kad sintezė gali pagaminti daugiau energijos nei jis sugeria. Kanada ir Kazachstanas dalyvavo tarpininkaujant Euratomo ir Rusijos, atitinkamai.

Po 6 metų ITER tarybos patvirtino pirmąjį sudėtingą reaktoriaus konstrukciją, remiantis nustatyta fizikos ir technologijų verta $ 6 mlrd. Tada JAV pasitraukė iš konsorciumo, kuris priverstas perpus sumažinti išlaidas ir keisti projektą. Rezultatas buvo ITER-FEAT verta $ 3 mlrd., Bet jūs galite pasiekti savarankišką reakcija, ir teigiamą jėgų pusiausvyrą.

2003 metais JAV vėl prisijungė prie konsorciumą, ir Kinija paskelbė apie savo norą dalyvauti jame. Kaip rezultatas, viduryje-2005, partneriai susitarė dėl ITER statyba Kadaraše pietų Prancūzijoje. ES ir Prancūzija tapo pusę vertinama 12.8 bilijonų eurų, o Japonijoje, Kinijoje, Pietų Korėja, Jungtinės Amerikos Valstijos ir Rusija - 10% kiekvienam. Japonija teikia aukštos komponentai esančius montavimas kainuos IFMIF 1 mlrd skirtas bandymo medžiagos ir turėjo teisę statyti kitą bandomąjį reaktorių. Iš viso išlaidų ITER apima pusę 10 metų statybos ir pusę kaina - 20 veiklos metų. Indija tapo septintasis narys ITER 2005 metų pabaigoje

Eksperimentai yra pradėti 2018 m su vandenilio naudojimo, kad būtų išvengta Magnetų aktyvinimą. Naudojant DT plazma nesitikima iki 2026

Tikslas ITER - sukurti 500 megavatų (bent jau 400 sekundžių) mažiau nei 50 mW įvesties galios be elektros energijai gaminti.

Dvuhgigavattnaya demo demonstracinis gamins didelio masto gamybą elektros nuolatine. Demo eskizinis projektas bus baigtas iki 2017 m, o jo statybos prasidės 2024 m. Pradėti vyks 2033.

JET

1978 metais, ES (Euratomas, Švedija ir Šveicarija) pradėjo bendrą Europos JET projektą Jungtinėje Karalystėje. JET šiuo metu yra didžiausias darbinis tokamaku pasaulyje. Toks reaktorius JT-60 veikia Japonijos nacionalinio instituto sintezės, bet tik JET gali naudoti deuterio ir tričio kurą.

Reaktorius buvo pradėta 1983 metais ir buvo pirmasis eksperimentas, kuriame valdomos termobranduolinės sintezės iki 16 MW, vyko 1991 lapkričio antrą 5 MW ir stabilaus energijos į deuterio ir tričio plazmoje. Daugelis eksperimentai buvo atliekami ir siekiant ištirti skirtingų šildymo kontūrai ir kiti metodai.

Tolesni patobulinimai susiję JET padidinti savo pajėgumus. MAST kompaktiškas reaktorius yra sukurtas su JET ir ITER yra projekto dalis.

"K-STAR

"K-Star - Korėjos superlaidumo tokamaku nacionalinis institutas Fusion studijų (NFRI) Tedžonas, kuris pagamino savo pirmąjį plazma 2008 metų viduryje. Tai bandomasis projektas ITER, kuris yra tarptautinio bendradarbiavimo rezultatas. Tokamaku spindulys 1,8 m - pirmąjį reaktorių dirba superlaidūs magnetai Nb3Sn, tas pats, kad bus naudojami ITER. Pirmajame etape, kuris baigėsi 2012 m per K-STAR turėjo įrodyti pagrindinių technologijų gyvybingumą ir pasiekti plazmos impulso trukmę iki 20 sekundžių. Antrajame etape (2013-2017) yra atliekamas mokytis jos modernizavimo ilgas impulsus iki 300 S H režimu, ir pereiti prie labai AT-režimu. Trečiojo etapo (2018-2023) tikslas yra pasiekti aukštą našumą ir efektyvumą ilguoju impulso režimu. 4 žingsnio (2023-2025) bus išbandyta DEMO technologiją. Prietaisas nėra pajėgi dirbti su tričio DT ir kuro naudojimo.

"K-DEMO

Sukurta bendradarbiaujant su Prinstono Plazminiai fizikos laboratorijoje (PPPL) JAV Energetikos departamentas ir Pietų Korėjos instituto NFRI K-DEMO turėtų būti kitas žingsnis komercinių reaktorių po ITER kūrimo ir bus pirmoji elektrinė gali generuoti energiją į elektros tinklą, ty, 1 milijonas kilovatų iki kelių savaičių. Jo skersmuo turi būti 6,65 m, o tai turės antklodė modulis generuoja projekto DEMO. Švietimo, mokslo ir technologijų Korėjos ministerija planuoja į jį investuoti apie trilijono Korėjos vonas (941 milijonų JAV dolerių).

RYTŲ

Kinijos pilotas pagerino superlaidumo tokamaku (Rytai) Fizikos instituto Kinijos Hefee sukūrė vandenilio plazmos temperatūrą 50 mln ° C ir laikė jį už 102 sekundžių.

TFTR

Amerikiečių laboratorija PPPL eksperimentinis termobranduolinis reaktorius TFTR dirbo nuo 1982 iki 1997 m. 1993 gruodžio mėn jis tapo pirmuoju TFTR magnetinio tokamaku, kuris padarė platų eksperimentus su deuterio ir tričio plazmoje. Toliau, tuo, kad reaktorius pagamintas įrašą, tuo pat metu kontroliuojamo galia 10,7 MW, ir 1995 m, aušinimo vandens temperatūra, įrašas buvo pasiektas jonizuotas dujas iki 510 mln ° C. Tačiau, įrengimas nebuvo sėkmingas lūžio Fusion Power, bet sėkmingai įvykdė projektavimo įrangą, svariai prisidėti prie ITER tikslas.

LHD

LHD Japonijos nacionalinio instituto branduolinės sintezės Toki, Gifu prefektūroje, buvo didžiausia stelaratoriaus pasaulyje. Nuo sintezės reaktorius vyko 1998 metais, ir jis parodė, kad plazmos gimdymo kokybę, palyginamą su kitų didžiųjų įrenginių. Ji buvo pasiektas 13,5 keV jonų temperatūrą (apie 160 mln ° C) ir 1,44 MJ energiją.

Wendelstein 7-X

Po bandymo metai, pradedant nuo 2015 m pabaigoje, helio temperatūra per trumpą laiką pasiekė 1 mln ° C 2016 m termobranduolinio reaktorių, turintį vandenilio plazmos, naudojant 2 MW, temperatūra pasiekė 80 mln ° C per sekundės ketvirčio. W7-X stelaratoriaus yra didžiausia pasaulyje ir planuojama nepertraukiamai 30 minučių. Reaktoriaus išlaidos sudarė 1 mlrd €.

KIP

Nacionalinė Uždegimo Priemonės (KIP) ir buvo baigtas Lawrence Livermore National Laboratory (llnl) 2009 metų kovo mėnesį. Naudojant savo 192 lazerio spinduliai, KIP yra pajėgi sutelkti 60 kartų daugiau energijos nei bet kurios ankstesnės lazerio sistemą.

šalto sintezės

1989 kovo du mokslininkai, Amerikos Stenli Pons ir Martin Fleischmann britas, sakė, kad jie jau pradėjo paprastas darbalaukio šalta branduolių sintezės reaktorių, veikia kambario temperatūroje. Procesas sudarė elektrolize sunkiojo vandens naudojant paladžio elektrodu, kuriame deuterio branduoliai buvo koncentruotą su didelio tankio. Mokslininkai teigia, kad gamina šilumą, kuri gali būti paaiškintas tik kalbant apie branduolinių procesų, taip pat ten buvo nepageidaujami produktai sintezei, įskaitant helio, tričio ir neutronų. Tačiau kiti eksperimentuotojai nepavyko atkartoti šią patirtį. Dauguma mokslo bendruomenė netiki, kad Cold Fusion reaktoriai yra reali.

Mažai energijos išskiriančios branduolinės reakcijos

Inicijavo "Cold Fusion" tyrimų tęsė mažai energijos srityje pretenzijų branduolinių reakcijų, su kai empirinio paramos, tačiau nėra visuotinai pripažintais moksliniais paaiškinimą. Akivaizdu, kad silpnos branduolinės sąveikos (ir ne stipri jėga, kaip ir branduolio skilimo ar sintezės), yra naudojama siekiant sukurti ir fiksavimo neutronų. Eksperimentai yra skverbimąsi į vandenilio arba deuterio per katalizatoriaus sluoksnio ir reakciją su metalu. Mokslininkai praneša pastebėtas energijos išsiskyrimą. Pagrindinis praktinis pavyzdys yra iš vandenilio reakcija su nikelio miltelių su šilumos, kurių skaičius, kuris yra didesnis nei gali duoti kokia nors cheminė reakcija.