Reatturi ta 'fużjoni fid-dinja. L-ewwel reattur tal-fużjoni

Illum, ħafna pajjiżi qed jieħdu sehem fir-riċerka dwar il-fużjoni. Il-mexxejja huma l-Unjoni Ewropea, l-Istati Uniti, ir-Russja u l-Ġappun, filwaqt li programm taċ-Ċina, il-Brażil, il-Kanada u l-Korea qed jiżdiedu b'rata mgħaġġla. Inizjalment, reatturi ta 'fużjoni fl-Istati Uniti u l-Unjoni Sovjetika kienu marbuta mal-iżvilupp ta' armi nukleari u baqa sigriet sakemm il-konferenza "Atomi għall-Paċi", li saret f'Ġinevra fl-1958. Wara l-ħolqien tar-riċerka tokamak Sovjetika tal-fużjoni nukleari fl-1970 sar "xjenza kbar". Iżda l-ispiża u l-kumplessità tal-mezzi żdied sal-punt li l-koperazzjoni internazzjonali kienet l-unika opportunità biex timxi 'l quddiem.

reatturi ta 'fużjoni fid-dinja

Mill-1970, il-bidu tal-użu kummerċjali ta 'enerġija mill-fużjoni hija kontinwament posposta għal 40 sena. Madankollu, ħafna ġara fis-snin riċenti, jagħmlu dan il-perjodu jista 'jitqassar.

diversi tokamaks mibnija, inkluż il-JET Ewropew, Ingliżi u MAST Termonukleari Sperimentali Reattur TFTR Princeton, USA. Il-proġett internazzjonali ITER qed tinbena bħalissa f'Cadarache, Franza. Se ssir l-akbar tokamak li se jaħdmu fis-snin 2020. Fl-2030, iċ-Ċina se tkun mibnija CFETR, li se jaqbżu l-ITER. Sadanittant, iċ-Ċina twettaq riċerka fuq EAST tokamak superkonduċenti sperimentali.

reatturi ta 'fużjoni tat-tip oħra - Stellarators - ukoll popolari fost ir-riċerkaturi. Waħda mill-akbar, LHD, ssieħbu fl-Istitut Nazzjonali Ġappuniż għall Fużjoni fl-1998. Huwa użat biex tfittex għall-aħjar konfigurazzjoni tal-konfinament tal-plażma manjetiku. Ġermaniż Istitut Max Planck għall-perjodu 1988-2002, wettqu riċerka fuq il-Wendelstein 7-AS reattur fl Garching, u issa - fl Wendelstein 7-X, il-kostruzzjoni ta 'li damet aktar minn 19-il sena. Ieħor TJII stellarator mħaddma f'Madrid, Spanja. Fl-Istati Uniti ta 'Princeton laboratorju fiżika tal-plażma (PPPL), fejn hu mibni l-ewwel reattur tal-fużjoni nukleari ta' dan it-tip fl-1951, fl-2008 waqqaf il-kostruzzjoni ta 'NCSX minħabba spejjeż żejda u nuqqas ta' finanzjament.

Barra minn hekk, il-kisbiet sinifikanti fir-riċerka tal-fużjoni inerzjali. Bini Nazzjonali Ignition Faċilità (NIF) li jiswew $ 7 biljuni fl-Lawrence Laboratorju Livermore Nazzjonali (LLNL), iffinanzjata mill-Amministrazzjoni Nazzjonali tas-Sigurtà Nukleari, tlesta f'Marzu 2009, il-Laser Mégajoule Franċiż (LMJ) beda l-ħidma fil Ottubru 2014. reatturi ta 'fużjoni li jużaw lasers mogħtija fi żmien billionths ftit tieni madwar 2 miljuni f'joules ta' enerġija tad-dawl fuq daqs mira ta 'diversi millimetri biex tibda fużjoni nukleari. L-għan ewlieni ta 'NIF u LMJ huwa r-riċerka sabiex jappoġġjaw programmi nazzjonali armi nukleari.

ITER

Fl-1985, l-Unjoni Sovjetika propost li jinbena tokamak ġenerazzjoni li jmiss flimkien ma 'l-Ewropa, il-Ġappun u l-Istati Uniti. Ix-xogħol sar taħt l-awspiċi tal-IAEA. Fil-perjodu 1988-1990 kien maħluq l-ewwel abbozzi tal-Reattur Internazzjonali Termonukleari Sperimentali l-ITER, li jfisser ukoll "mod" jew "vjaġġ" bil-Latin, sabiex tipprova li fużjoni jistgħu jipproduċu aktar enerġija milli jassorbi. Kanada u l-Każakstan ħa parti medjata mill-Euratom u r-Russja, rispettivament.

Wara 6 snin ta 'Kunsill tal-ITER approva l-ewwel disinn ta' reatturi kumpless bbażati fuq il-fiżika u t-teknoloġija li jiswew $ 6 biljun stabbilit. Imbagħad l-Istati Uniti irtiraw mill-konsorzju, li ġiegħlet li tnaqqas b'nofs l-ispejjeż u l-bidla tal-proġett. Ir-riżultat kien l-ITER-ADT jiswew $ 3 biljun., Imma inti tista 'tikseb li jsostni lilu nnifsu reazzjoni, u l-bilanċ pożittiv tal-poter.

Fl-2003, l-Istati Uniti għal darb'oħra ssieħbu fl-konsorzju, u ċ-Ċina ħabbret xewqa tagħhom li jipparteċipaw fih. Bħala riżultat, f'nofs l-2005, l-imsieħba qablu dwar il-bini ta 'ITER f'Cadarache fi Franza nofsinhar. UE u Franza għamlu nofs tal-EUR 12800000000, filwaqt Ġappun, iċ-Ċina, il-Korea t'Isfel, l-Istati Uniti u r-Russja - 10% kull wieħed. Il-Ġappun jipprovdi komponenti għolja jinsabu installazzjoni ispiża IFMIF 1 biljun maħsuba għall-materjali tat-test u kellhom id-dritt li jibni l-reattur tat-test li jmiss. L-ispiża totali tal-ITER jinkludi nofs l-ispiża tal-kostruzzjoni ta '10 snin u nofs - fuq 20 snin ta' operazzjoni. Indja saret l-seba 'membru tal-ITER fl-2005 tard

L-esperimenti għandhom jibdew fl-2018 bl-użu tal-idroġenu sabiex tiġi evitata l-attivazzjoni tal-kalamiti. Uża l-plażma DT mhix mistennija qabel 2026

ITER Għan - tiżviluppa 500 megawatt (għall-inqas għal 400 sekonda) jużaw enerġija input inqas minn 50 mW mingħajr jiġġeneraw l-elettriku.

impjant ta 'dimostrazzjoni Dvuhgigavattnaya Demo se tipproduċi fuq skala kbira produzzjoni tal-elettriku fuq bażi permanenti. disinn kunċettwali Demo se jitlesta sa l-2017, u l-kostruzzjoni tiegħu se jibda fl 2024. Bidu se ssir fil 2033.

JET

Fl-1978, l-UE (Euratom, l-Iżvezja u l-Iżvizzera) taw bidu għal proġett JET Ewropew konġunt fir-Renju Unit. JET hija attwalment l-tokamak operattiva akbar fid-dinja. Tali reattur JT-60 topera fl-Istitut Nazzjonali Ġappuniż ta 'fużjoni, iżda JET biss jistgħu jużaw il-karburant-dewterju tritju.

-Reattur tnediet fl-1983 u kienet l-ewwel esperiment illi fih fużjoni termonukleari kontrollata sa 16 MW saret Novembru 1991 għat-tieni 5 MW u l-qawwa stabbli għall-plażma-dewterju tritju. Ħafna esperimenti saru biex tistudja l-ċirkwiti tat-tisħin u tekniki oħra differenti.

Aktar titjib jikkonċernaw il-JET żżid il-kapaċità tagħha. reattur kumpatti MAST hija żviluppata bl-JET u l-ITER huwa parti mill-proġett.

K-ENERGY STAR

K-ENERGY STAR - Korean superkonduttivi tokamak Istitut Nazzjonali għall-Istudji Fużjoni (NFRI) Daejeon, li pproduċiet l-ewwel plażma tagħha f'nofs l-2008. Dan huwa proġett pilota ITER, li hija r-riżultat ta 'kooperazzjoni internazzjonali. raġġ Tokamak ta '1.8 m - ewwel reattur jimpjegaw kalamiti superkonduttivi Nb3Sn, l-istess li se jintużaw fil-ITER. Matul l-ewwel fażi, li ntemmet fl-2012, K-ENERGY STAR kellha tipprova l-vijabilità ta 'teknoloġiji bażiċi u biex tinkiseb impuls plażma għal 20 sekonda. Fit-tieni fażi (2013-2017) hija mwettqa biex tistudja l-modernizzazzjoni tiegħu impulsi twal sa 300 s fil-modalità H, u transizzjoni lejn ħafna AT-modalità. L-għan tat-tielet fażi (2018-2023) huwa li tikseb prestazzjoni għolja u l-effiċjenza fil-modalità polz twil. Fil-pass 4 (2023-2025) se jiġu ttestjati teknoloġija DEMO. L-apparat ma jkunx kapaċi taħdem ma 'użi tritju DT u tal-fjuwil.

K-DEMO

Iddisinjati b'kollaborazzjoni mal-Princeton plażma Fiżika Laboratorju (PPPL) Dipartiment tal-Enerġija u l-Korea ta 'Isfel Istitut NFRI, K-DEMO għandu jkun il-pass li jmiss lejn il-ħolqien ta' reatturi kummerċjali wara l-ITER, u se jkun l-impjant ewwel kapaċi li jiġġenera enerġija għall-grid elettriku, jiġifieri, 1 miljun kilowatt sa ftit ġimgħat. dijametru tiegħu se jkun 6.65 m, u din se jkollha modulu blanket iġġenerat mill-DEMO proġett. Il-Ministeru tal-Edukazzjoni, ix-Xjenza u t-Teknoloġija tal-Korea qed tippjana li tinvesti fiha madwar rebaħ Koreana triljun ($ 941,000,000).

EAST

pilota Ċiniż superkonduttivi mtejba tokamak (EAST) fl-Istitut tal-Fiżika fl-Ċina Hefee maħluqa temperatura plażma idroġenu 50 miljun ° Ċ u żammha għal 102 sekonda.

TFTR

L-American PPPL laboratorju TFTR esperimentali termonukleari reattur ħadem 1982-1997. F'Diċembru 1993, sar l-ewwel tokamak manjetiċi TFTR, li għamlet esperimenti estensivi ma 'plażma tad-dewterju-tritju. F'dan li ġej, il-reattur prodotta ir-rekord filwaqt li l-qawwa 10.7 MW kkontrollati, u fl-1995, ir-rekord tat-temperatura intlaħaq gass dejonizzat għal 510,000,000 ° C Madankollu, l-installazzjoni ma rnexxilhomx enerġija mill-fużjoni breakeven, iżda laħqet tajjeb l-għan ta 'tfassil-hardware, tagħmel kontribut sinifikanti għall-ITER.

LHD

LHD fl-Istitut Ġappuniż Nazzjonali għall-fużjoni nukleari fl Toki, Gifu Prefettura, kien l-akbar stellaratur fid-dinja. Tibda l-reattur tal-fużjoni seħħet fl-1998, u hu wera l-kwalità tal-ħlas plażma, komparabbli ma 'installazzjonijiet oħra ewlenin. Kien laħaq 13.5 temperatura jone keV (madwar 160 miljun ° Ċ) u l-enerġija ta '1.44 MJ.

Wendelstein 7-X

Wara sena ta 'ttestjar, li jibda fl-aħħar 2015, it-temperatura elju fi żmien qasir tkun laħqet 1 miljun ° C Fl-2016 Ir-reattur termonukleari bi plażma idroġenu bl-użu ta MW 2, it-temperatura laħqet 80 miljun ° C għal kwart ta 'sekonda. W7-X stellarator hija l-akbar fid-dinja u huwa ppjanat li jkun fl-operazzjoni kontinwa għal 30 minuta. L-ispiża tar-reattur ammontaw għal € 1 biljun.

NIF

Nazzjonali Faċilità Ignition (NIF) fil tlesta f'Marzu 2009, Lawrence Livermore Laboratorju Nazzjonali (LLNL) sena. Bl-użu raġġi tagħha laser 192, il-NIF huwa kapaċi jikkonċentra 60 darbiet aktar enerġija milli kwalunkwe sistema tal-laser ta 'qabel.

fużjoni kiesaħ

F'Marzu 1989, żewġ riċerkaturi, l-Amerika Stenli Pons u Martin Fleischmann Brittaniku, qalu li nedew sempliċi desktop reattur tal-fużjoni kiesaħ, li joperaw f'temperatura tal-kamra. Il-proċess jikkonsisti fl elettroliżi ta 'ilma tqil bl-użu ta' elettrodu palladju li fih nuklei dewterju kienu kkonċentrati b'densità għolja. Ir-riċerkaturi jargumentaw li tipproduċi s-sħana, li jistgħu jiġu spjegati biss f'termini ta 'proċessi nukleari, kif ukoll kif kien hemm prodotti sekondarji ta' sinteżi, inklużi elju, tritju u newtroni. Madankollu, sperimentaturi oħra naqset li tiġi replikata din l-esperjenza. Ħafna mill-komunità xjentifika ma temminx li reatturi ta 'fużjoni kiesaħ huma reali.

reazzjonijiet nukleari Low-enerġija

Mibdija mill-pretensjonijiet ta 'riċerka "fużjoni kiesaħ" kompla fil-qasam tal-enerġija baxxa reazzjonijiet nukleari, ma' xi appoġġ empirika, iżda mhijiex ġeneralment aċċettata spjegazzjoni xjentifika. Evidentement, l-interazzjonijiet nukleari dgħajfa (u mhux ta 'forza qawwija, bħal fil-fissjoni nukleari jew b'sinteżi) huma użati biex joħolqu u qbid ta' newtroni. Esperimenti jinkludu penetrazzjoni ta 'l-idroġenu jew dewterju permezz tal-saff tal-katalisti u r-reazzjoni mal-metall. Ir-riċerkaturi tirrapporta r-rilaxx enerġija osservata. L-eżempju prattiku ewlieni hija r-reazzjoni ta 'l-idroġenu bi trab nikil bil-sħana, in-numru tagħhom huwa akbar milli jista' jagħti xi reazzjoni kimika.