Dunyodagi termoyadroviy reaktor. birinchi sintez reaktori

Bugungi kunda juda ko'p mamlakatlar sintez tadqiqot ishtirok etmoqda. Xitoyning dastur, Braziliya, Kanada va Koreya tez ortib esa rahbarlari, Evropa Ittifoqi, AQSh, Rossiya va Yaponiya. Dastlab, Amerika Qo'shma Shtatlari va Sovet Ittifoqi bilan sintez reaktori yadroviy qurol ishlab chiqish bilan bog'liq hamda 1958 yilda Jenevada bo'lib o'tdi anjumanida "Tinchlik uchun atomning", qadar maxfiy qoldi etildi. Sovet tokamak tadqiqotlar yaratish so'ng nukleosintez 1970 yilda u "katta ilm-fan" aylandi. Lekin qurilmalar qiymati va murakkabligi xalqaro hamkorlik oldinga harakat qilish uchun faqat imkoniyat ekanini nuqtaga ko'tarilgan.

Dunyodagi termoyadroviy reaktor

1970 yildan boshlab, sintez energiya tijorat foydalanish boshlanishi doim 40 yil qoldirildi. Biroq, ko'p so'nggi yillarda yuz berdi, bu davr qilish qisqartiriladi mumkin.

Prinston, AQSH jet Britaniya Evropa va MAST Termoyaderli eksperimental Reaktor TFTR jumladan qurilgan bir necha tokamaks. Xalqaro ITER loyiha ayni paytda Cadarache, Frantsiyada qurilish bosqichida. Bu yil 2020 ishlaydi yirik tokamak bo'ladi. 2030-yilda, Xitoy ITER o'zib qaysi, CFETR quriladi. Ayni paytda, Xitoy eksperimental süperiletken tokamak sharq ilmiy tadqiqotlar olib bormoqda.

Termoyadroviy reaktor boshqa turi - stellarators - ham tadqiqotchilar orasida mashhur. Eng yirik LHD biri, Yaponiya milliy instituti qo'shildi Fusion 1998 yilda. Bu magnit plazma qamalgani yaxshi konfiguratsion qo'ng'iroq qilish uchun ishlatiladi. 2002 1988 yillar davrida nemis Maks Plank instituti, endi Garching reaktori AS 7-Wendelstein bo'yicha tadqiqotlar o'tkaziladi, va - ortiq 19 yil davom etgan qurilish qaysi Wendelstein 7-X, da. Yana bir stellarator TJII Madrid, Ispaniya faoliyat. Amerika Qo'shma Shtatlari Prinston laboratoriyada plazma fizikasi u 2008 yilda, 1951 yilda bu turdagi birinchi yadroviy sintezi reaktorini qurilgan (PPPL), u tufayli qiymati tugashi va moliyalashtirish yo'qligi NCSX qurilishini to'xtatdilar.

Bundan tashqari, inert nukleosintez tadqiqotlar muhim yutuqlar. Bino Milliy Tutuşma Facility Milliy yadro xavfsizligi boshqarmasi tomonidan moliyalashtiriladigan Lourens Livermore Milliy laboratoriya (LLNL), da $ 7 milliard so'mlik (QIJ), 2009 yil mart oyida yakunlandi, Frantsiya lazer Mégajoule (LMJ) 2014 yilning oktyabr oyida ish boshladi. bir necha millimetr maqsad hajmi yorug'likdan energiya ikkinchi taxminan 2 million joule bir necha milliarddan ichida taslim lazer yordamida termoyadroviy reaktor yadroviy sintezi boshlanadi. NAgar va LMJ asosiy maqsadi milliy yadroviy qurol dasturlarni qo'llab-quvvatlash uchun tadqiqot hisoblanadi.

ITER

1985 yilda Sovet Ittifoqi Yevropa, Yaponiya va Amerika Qo'shma Shtatlari bilan birgalikda bir keyingi avlod tokamak qurish taklif. ish MAGATE shafeligida o'tkazilgan. 1988 dan 1990 yilga davrda u yutadi ko'proq energiya ishlab chiqarish mumkin, sintez isbotlash uchun ham "yo'l" yoki lotin tilida "sayr" degan ma'noni anglatadi Xalqaro Termoyaderli eksperimental reaktor ITER, birinchi loyihalarini tashkil etildi. Kanada va Qozog'iston qismi, navbati bilan, Evratom va Rossiya vositachiligida oldi.

ITER kengashi 6 yil tashkil fizika va $ 6 milliard so'mlik texnologiyalar asosida birinchi murakkab reaktori dizayni tasdiqlangan so'ng. So'ngra AQSh narxlari yarmi yuklashi va loyihani o'zgartirishga majbur konsorsiumi, tark etdi. Natijada $ 3 mlrd. so'mlik ITER-feat edi, lekin siz o'z-o'zini saqlab reaktsiyasini va hokimiyat ijobiy balansini erishish mumkin.

2003-yilda, Amerika Qo'shma Shtatlari, yana bir marta konsortsium qo'shildi, va Xitoy unda ishtirok etish uchun o'z istagini ma'lum qildi. Natijada, o'rta-2005 yilda, hamkorlar janubiy Frantsiyada Cadarache da ITER qurish bo'yicha kelishib. 10% har - Evropa Ittifoqi va Frantsiya, Yaponiya, Xitoy, Janubiy Koreya, AQSh va Rossiya esa, EUR 12,8 milliard yarmini qildik. Yaponiya yuqori qismlariga o'rnatish test materiallari uchun mo'ljallangan IFMIF 1 milliard turadi va keyingi sinov reaktorini tik huquqiga edi mavjud beradi. operatsiya 20 yil - ITER umumiy qiymati 10 yillik qurilish va yarim yarim narxini o'z ichiga oladi. Hindiston 2005 yil oxirida ITER ettinchi a'zo bo'ldi

tajribalar magnit faollashtirishni oldini olish uchun vodorod foydalanish bilan 2018 yilda boshlash uchun bo'ladi. DT plazma foydalanish yildan 2026 yilgacha avval kutilmoqda emas

Maqsad ITER - elektr ishlab kamida 50 mW Kirish kuchini foydalanib 500 megawatt (kamida 400 soniya) ishlab chiqish.

Dvuhgigavattnaya Demo namoyish o'simlik keng ko'lamli ishlab chiqaradi elektr ishlab chiqarishni doimiy ravishda. Demo kontseptual dizayn 2017 tomonidan yakunlanadi va uning qurilish 2024 yilda boshlanadi. Start 2033 in bo'lib o'tadi.

JET

1978-yilda, Evropa Ittifoqi (Euratom, Shvetsiya va Shveytsariya) Buyuk Britaniya qo'shma Evropa JET loyihasini boshladi. JET hozirda dunyodagi eng katta operatsion tokamak hisoblanadi. Bunday reaktor JT-60 nukleosintez Yaponiya milliy instituti faoliyat, lekin faqat JET deyteriy-tritiy yonilg'i foydalanish mumkin.

Reaktor 1983 yilda ishga tushirilgan va nazorat termoyadroviy eritish 16 MW deyteriy-tritiy plazma ikkinchi 5 MVt va barqaror hokimiyat uchun, 1991 yilning noyabrida bo'lib o'tdi, unda birinchi tajriba bo'ldi. Ko'pchilik tajribalar isitish davrlari va boshqa metodlarni turli o'rganish o'tkazildi.

Yanada rivojlantirish JET uning salohiyatini oshirish taalluqli. MAST ixcham reaktori JET bilan ishlab chiqilgan va ITER loyihasi qismidir.

K-STAR

K-STAR - Daejeon Fusion tadqiqotlar Koreya süperiletken tokamak milliy instituti (NFRI), o'rta-2008 yilda uning birinchi plazma ishlab chiqarilgan. Bu sinov loyihasi bo'lib xalqaro hamkorlik natijasidir ITER. 1,8 m Tokamak radiusi - süperiletken Magnit Nb3Sn, ITER ishlatiladi o'sha ish bilan birinchi reaktori. 2012 yilda yakunlandi birinchi bosqichi davomida, K-STAR asosiy texnologiyalarni hayotiyligini isbotlash uchun va 20 soniya uchun plazma impuls erishish edi. Ikkinchi bosqichda (2013-2017) juda AT-rejimiga o'z modernizatsiya uzoq H rejimida 300 s dukkaklilar va o'tishni o'rganish uchun amalga oshiriladi. Uchinchi bosqich (2018-2023) maqsadi uzoq puls rejimida yuqori ish faoliyatini va samaradorligini erishish uchun emas. qadam 4 (2023-2025) yilda DEMO texnologiya sinovdan o'tadi. Qurilma tritiy DT va yoqilg'i foydalanish bilan ishlash imkoniga ega emas.

K-DEMO

Energetika Prinston plazma Fizika laboratoriya (PPPL) departamenti va Janubiy Koreyaning instituti NFRI bilan hamkorlikda ishlab chiqilgan, K-DEMO ITER keyin tijorat reaktor yaratish yo'lida keyingi qadam bo'lishi kerak, va elektr tarmog'i uchun qayta yaratish imkoniyatiga ega birinchi zavodga bo'ladi, ya'ni, bir necha hafta 1 million kVt. Uning diametri 6,65 m bo'ladi, u loyiha demo tomonidan ishlab chiqarilgan umumiy modul bo'ladi. Ta'lim, fan va Koreya texnologiyasi vazirligi bir trillion Koreya von ($ 941 million) haqida unda sarmoya kiritishni rejalashtirmoqda.

EAST

Xitoy Hefee yilda fizikasi instituti Xitoy uchuvchi yaxshilandi süperiletken tokamak (East) ° C vodorod plazma harorati 50 million yaratgan va 102 soniya uni saqlab.

TFTR

Amerika laboratoriya PPPL eksperimental termoyadroviy reaktori TFTR 1997 1982 dan ishlagan. Dekabr 1993 yilda u deyteriy-Tritium bir plazma bilan keng tajribalar birinchi TFTR magnit tokamak bo'ldi. Quyida, reaktor nazorat kuch 10,7 MVt esa rekord ishlab chiqarilgan va 1995 yilda, harorat rekord erishildi ionlashgan gaz 510 million ° S uchun Biroq, o'rnatish Başabaş sintez kuchini muvaffaqiyatga erisha olmadi, lekin muvaffaqiyatli, apparat loyihalashtirish ITER salmoqli hissa qilish maqsadga amalga oshiriladi.

LHD

Toki yilda yadroviy reaksiya uchun yapon milliy instituti, Gifu Prefecture, ham LHD dunyodagi eng katta stellarator edi. sintez reaktori 1998 yilda bo'lib o'tdi boshlab, va u boshqa yirik zavodlar bilan teng plazma qamalgani sifatini, namoyish etdi. Bu 13,5 keV ion harorat (taxminan 160 million ° C) va 1,44 MJ energiya etdi.

Wendelstein 7-X

kech 2015 yilda boshlangan sinov bir yil, keyin, qisqa vaqt ichida geliy harorat yetdi 1 million ° S 2016-yilda 2 MVt yordamida vodorod plazma bilan termoyadroviy reaktor, harorat bir soniya, bir chorak uchun 80 million ° C tashkil etdi. W7-X stellarator dunyodagi eng katta va 30 daqiqa davomida uzluksiz bo'lishi ko'zda tutilmoqda. reaktori qiymati € 1 mlrd.

NIF

Milliy Tutuşma Facility (QIJ) mart 2009, Lawrence Livermore Milliy laboratoriyasi (LLNL) yil ichida bajarildi. uning 192 lazer nurlari yordamida, NIF avvalgi lazer tizimining 60 marta ko'proq energiya konsentratsiyalash qodir.

sovuq sintezi

Mart 1989-yilda, ikki tadqiqotchilar, Amerika Stenli Pons va Martin Fleischmann britaniyalik, ular xona haroratida faoliyat, oddiy ish stoli sovuq sintez reaktori ishga tushirildi dedi. jarayon deyteriy yadrolari yuqori zichligi bilan jamlangan bo'lgan bir palladiy elektrodlar yordamida og'ir suv elektroliz iborat. tadqiqotchilar bu geliy, Tritium va neytronlarning jumladan sintez yon mahsulotlari, bor edi, shuningdek, faqat yadro jarayonlari nuqtai nazaridan izohlash mumkin issiqlik ishlab chiqaradi bahslasha. Biroq, boshqa tajribachilar bu tajriba ko'paytirish uchun olmadi. ilmiy hamjamiyatining eng sovuq sintezi reaktori real deb ishonmaydi.

Past-energiya yadroviy reaktsiyalar

kam energiya sohasida davom «sovuq sintezi" tadqiqot da'volarni tashabbusi bilan , atom reaktsiyalari ba'zi empirik qo'llab-quvvatlash bilan, lekin odatda ilmiy tushuntirish qabul qilinmaydi. Aftidan, zaif yadroviy o'zaro ta'sirlar (yadro parchalanishini nazarda tutadi, yoki sintez kabi emas, balki qudratli kuch,) yaratish va neytronlarning qo'lga olinishi uchun foydalaniladi. Tajribalar katalizatorlar konidir orqali vodorod yoki deyteriy kirishining va metall bilan reaktsiyasini o'z ichiga oladi. tadqiqotchilar kuzatilgan energiya ozod hisobot. Asosiy amaliy misol har qanday kimyoviy reaksiyaga berishi mumkin kattaroqdir soni issiqlik bilan nikel kukuni bilan vodorod reaktsiya hisoblanadi.