Fusion реактори в света. първи реактор слят

Днес много страни, които участват в изследването на синтеза. Лидерите са Европейският съюз, Съединените щати, Русия и Япония, докато програма на Китай, Бразилия, Канада и Корея се увеличава бързо. Първоначално термоядрени реактори в САЩ и Съветския съюз са свързани с разработването на ядрени оръжия и остават в тайна до конференцията "Атоми за мир", който се проведе в Женева през 1958 година. След създаването на Съветския токамак изследването на термоядрения синтез, през 1970 г. той е станал "голямата наука". Но цената и сложността на устройствата е увеличил до такава степен, че международното сътрудничество е единствената възможност да се движи напред.

Fusion реактори в света

От 1970 г., в началото на търговската употреба на термоядрената енергия е постоянно отлага за 40 години. Въпреки това, много неща се случиха през последните години, като този срок може да бъде съкратен.

Вградени няколко токамаци, включително JET европейски, британски и MAST експериментален термоядрен реактор TFTR в Принстън, САЩ. Проектът за международно ITER в момента е в процес на изграждане в Кадараш, Франция. Той ще стане най-големият токамак, който ще работи в годините 2020. През 2030 г. Китай ще бъде построен CFETR, което ще надмине ITER. В същото време, Китай провежда изследвания върху експериментален свръхпроводящ токамак изток.

Fusion реактори Други - стелараторите - популярен и сред изследователите. Един от най-големите, LHD, се присъедини към японския Национален институт за Fusion през 1998. Той се използва, за да търсят най-добрата конфигурация на магнитното плазма раждането. Немски Макс Планк Институт за периода 1988-2002, проведено изследване на Wendelstein 7-AS реактор в Гархинг, а сега - в Wendelstein 7-X, чието изграждане е продължило повече от 19 години. Друг стеларатор TJII работи в Мадрид, Испания. В лабораторията на САЩ Принстън физика на плазмата (PPPL), където той построява първата ядрен синтез реактор от този тип през 1951 г., през 2008 г. той се спря изграждането на NCSX поради надхвърляне на бюджета и липса на финансиране.

Освен това, значителни постижения в изследването на инерционно синтез. Сграда Национален запалване Facility (NIF) на стойност $ 7,0 милиарда в Националната лаборатория Лорънс Ливърмор (LLNL), финансиран от Националната администрация за ядрена сигурност, е завършен през март 2009 г., френският Laser мегаджаул на (LMJ) започна работа през октомври 2014 година. Слети реактори използват лазери, доставени в рамките на няколко милиардни от секундата приблизително 2 милиона джаула на светлинна енергия в мишена размер от няколко милиметра до започват ядрен синтез. Основната цел на NIF и LMJ е изследвания за подкрепа на националните ядрени оръжейни програми.

ITER

През 1985 г. Съветският съюз предлага да се изгради следващото поколение токамак заедно с Европа, Япония и САЩ. Работата се провежда под егидата на МААЕ. В периода 1988-1990 е бил създаден първите проекти на Международния експериментален термоядрен реактор ITER за, което също означава "път" или "пътуване" на латински, за да се докаже, че сливане може да произвежда повече енергия, отколкото го поглъща. Канада и Казахстан взе участие медиира от Евратом и Русия, съответно.

След 6 години на Съвета на ITER одобрените на първия комплекс дизайн реактор на базата на установени физика и технологии на стойност $ 6 млрд. Тогава САЩ се оттегли от консорциума, който принуди да намали наполовина разходите и промяна на проекта. Резултатът е ITER-постижение на стойност $ 3 млрд., Но може да се постигне самоподдържаща се реакция, а положителното салдо на властта.

През 2003 г. в Съединените щати отново се присъедини към консорциума, и Китай обявиха желанието си да участват в него. В резултат на това в средата на 2005 г., партньорите се споразумяха за изграждането на ITER в Кадараш в Южна Франция. ЕС и Франция са направили половината от 12,8 милиарда евро, докато Япония, Китай, Южна Корея, САЩ и Русия - 10% всяка. Япония предлага висококачествени компоненти, които се съдържат инсталация струва IFMIF 1 млрд предназначени за материалите за теста и имаше право да издигне следващия тест реактора. Общата стойност на ITER включва половината от стойността на 10-годишен строителство и половина - на 20 години експлоатация. Индия става седмия член на ITER в края на 2005

Експериментите са да започне през 2018 с използване на водород, за да се избегне активирането на магнитите. Използването на плазмата DT не се очаква преди 2026

Цел ITER - разработи 500 мегавата (поне за 400 секунди) при използване на по-малко от 50 MW мощност без генериране на електричество.

Dvuhgigavattnaya Demo демонстрация завод ще произвежда мащабно производство на електрическа енергия на постоянна основа. Демо идеен проект ще бъде завършен до 2017 г., а изграждането му ще започне през 2024 г. Start ще се проведе в 2033.

JET

През 1978 г. ЕС (Евратом, Швеция и Швейцария) са започнали съвместен европейски проект JET в Обединеното кралство. В момента JET е най-голямата оперативна токамак в света. Такъв реактор JT-60 работи в японски Националния институт на синтез, но само JET може да използва деутерий-тритий гориво.

Реакторът беше пуснат през 1983 г. и е първият експеримент, в който контролирания термоядрен синтез до 16 MW се проведе през ноември 1991 г. втори 5 MW и стабилно захранване на деутерий-тритий плазмата. Много експерименти са провеждани изследвания за проучване на различни отоплителни кръга и други техники.

По-нататъшни подобрения се отнасят струята увеличи капацитета си. MAST компактен реактор е разработен с JET и ITER е част от проекта.

K-STAR

K-STAR - корейски свръхпроводящ токамак Национален институт за изследване на Fusion (NFRI) в Даежеон, която произвежда първия си плазма в средата на 2008 г.. Това е пилотен проект ITER, което е в резултат на международно сътрудничество. Токамак радиус от 1,8 м - първи реактор използване свръхпроводящи магнити Nb3Sn, същите, които ще бъдат използвани в ITER. По време на първата фаза, която приключи през 2012 г., K-STAR трябваше да докаже жизнеспособността на основни технологии и да се постигне продължителност на импулса плазма за 20 секунди. Във втората фаза (2013-2017) се провежда за изследване модернизацията дълги импулси до 300 и в Н режим и преход към силно AT-режим. Целта на третата фаза (2018-2023) е да се постигне висока производителност и ефективност в режим на дълъг импулс. В етап 4 (2023-2025) ще бъдат тествани демо технология. Устройството не е в състояние да работи с тритий DT и горивата употреби.

K-DEMO

Създаден в сътрудничество с Принстън физика на плазмата Laboratory (PPPL) на САЩ Министерството на енергетиката и южнокорейски институт NFRI на на, K-DEMO трябва да бъде следващата стъпка към създаването на търговски реактори след ITER, и ще бъде първата електроцентрала в състояние да генерира енергия към електрическата мрежа, а именно, 1 милион киловата до няколко седмици. Диаметърът му ще бъде 6.65 m, и тя ще има одеяло модул генерира от DEMO на проекта. Министерството на образованието, науката и технологиите на Корея планира да инвестира в него около един трилион вона корейски ($ 941 милиона).

EAST

Китайски пилот подобрена свръхпроводящ токамак (изток) в Института по физика на Китайски Hefee създаден водород плазма температура 50 милиона ° С и се поддържа в продължение на 102 секунди.

TFTR

лаборатория PPPL TFTR Американският експериментален термоядрен реактор е работил 1982-1997. През декември 1993 г. той стана първият TFTR магнитен токамак, която извършва обширни експерименти с плазма на деутерий-тритий. По-нататък, реакторът произведени записа докато контролираната мощност 10.7 MW, и през 1995 г., записа на температурата се постига йонизиран газ до 510 милиона ° С Въпреки това, инсталацията не успя праговете на енергия чрез термоядрен синтез, но се изпълни успешно целта за проектиране на хардуер, като значителен принос за ITER.

LHD

LHD в Националния институт за японски ядрен синтез в Toki, Гифу, е най-голямото стеларатор в света. От реактора за синтез се проведе през 1998 г., и той е показал качеството на плазма раждането, сравнима с други големи инсталации. Това беше постигнато 13.5 КЕВ йон температура (около 160 млн ° С) и енергията на 1,44 MJ.

Wendelstein 7-Х

След една година на тестване, като се започне в края на 2015 г., температурата на хелий в кратък период от време е достигнал 1 милион ° C. В 2016 термоядрен реактор с плазмен водород, като се използва 2 MW, температурата достига 80 милиона ° С в продължение на една четвърт от секундата. W7-X стеларатор е най-големият в света и се планира да бъде в непрекъсната работа в продължение на 30 минути. Цената на реактора е в размер на € 1 млрд.

NIF

Националната запалване Facility (NIF) в приключи през март 2009 г., Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) година. Използвайки своите 192 лазерни лъчи, НИФ е в състояние да се концентрира 60 пъти повече енергия, отколкото всички предишни лазерна система.

Cold Fusion

През март 1989 г., двама изследователи, американски Стенли Понс и Мартин Флайшман британец, са заявили, че са започнали прост десктоп реактор студен термоядрен синтез, работещи при стайна температура. Методът се състои в електролиза на тежка вода с помощта на паладий електрод, в която деутерий ядра се концентрират с висока плътност. Изследователите твърдят, че произвежда топлина, която може да се обясни само по отношение на ядрените процеси, както и има странични продукти на синтез, включително хелий, тритий и неутрони. Въпреки това, други експериментатори не успя да повтори този опит. По-голямата част от научната общност не вярва, че студена термоядрени реактори са истински.

Нискоенергийни ядрени реакции

По инициатива на твърденията на "студения ядрен синтез" изследвания продължи в областта на нискоенергийни ядрени реакции, като някои емпирични доказателства, но не е общоприето научно обяснение. Очевидно е, че слабите ядрени взаимодействия (а не голяма сила, тъй като в ядрения разпад или синтез) се използват за създаване и улавяне на неутрони. Експериментите включват проникване на водород или деутерий през слоя от катализатор и реакцията с метала. Изследователите докладват наблюдава отделянето на енергия. Основната практически пример е реакцията на водород с никел на прах с топлината, броят на които е по-голяма, отколкото може да се получи всяка химична реакция.