Fusion reactors í heiminum. Fyrsta samruna reactor

Í dag, mörg lönd eru að taka þátt í samruna rannsóknum. Leiðtogar eru Evrópusambandið, Bandaríkin, Rússland og Japan, en áætlun Kína, Brasilíu, Kanada og Kóreu eru að aukast hratt. Upphaflega hafa fusion reactors í Bandaríkjunum og Sovétríkjunum verið tengd við þróun kjarnavopna og var leyndarmál þar á ráðstefnunni "Atóm fyrir frið", sem haldin var í Genf árið 1958. Eftir stofnun Sovétríkjanna tokamak rannsóknir á kjarnasamruna í 1970 það hefur orðið "stór vísindi". En kostnaður og flókið tæki hefur aukist að því marki sem alþjóðlegt samstarf væri eina tækifæri til að halda áfram.

Fusion reactors í heiminum

Síðan 1970, í upphafi auglýsing notkun fusion orku er stöðugt frestað í 40 ár. Hins vegar hefur margt gerst á undanförnum árum, sem gerir þetta tímabil er heimilt að stytta.

Byggð nokkrir tokamaks, þar á meðal JET Evrópusambandsins Bretar og MAST thermonuclear Experimental Reactor TFTR í Princeton í Bandaríkjunum. Alþjóðlega iter Verkefnið er nú í byggingu í Cadarache, Frakklandi. Það mun verða stærsta tokamak sem vilja vinna á árunum 2020. Árið 2030, Kína verður byggð CFETR, sem mun bera Mars. Á sama tíma, Kína stundar rannsóknir á tilraunastigi ofurleiðari tokamak Austurlöndum.

Fusion reactors önnur tegund - stellarators - líka vinsælar meðal vísindamanna. Einn af stærstu, LHD, gekk í japanska National Institute for Fusion 1998. Það er notað til að leita að bestu stillingar á segulmagnaðir innilokun plasma. Þýska Max Planck Institute fyrir tímabilið 1988 til 2002, gerðar rannsóknir á Wendelstein 7-AS reactor í Garching, og nú - í Wendelstein 7-X, byggingu sem stóð í meira en 19 ár. Annar stellarator TJII starfrækt í Madrid, Spáni. Í Bandaríkjunum Princeton rannsóknarstofu eðlisfræði plasma (PPPL), þar sem hann byggði fyrstu kjarnasamruna reactor af þessu tagi árið 1951, árið 2008 hætt við byggingu NCSX vegna útgjalda umfram áform og fjárskorts.

Þar að auki eru afrek í rannsóknum á inertial samruna. Building National Ignition Facility (NIF) virði $ 7 milljarðar í Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), styrkt af National Nuclear Security Administration, lauk í mars 2009, franska Laser Mégajoule (LMJ) hóf störf í október 2014. Fusion reactors nota leysir afhent innan nokkurra milljarði úr sekúndu bil 2.000.000 júlum ljóss orku á miða stærð af nokkrum millimetrum til að hefja kjarnasamruna. Meginmarkmið NIF og LMJ er rannsóknir til að styðja við innlenda kjarnavopn programs.

Mars

Árið 1985, Sovétríkin lagt til að byggja upp næstu kynslóð tokamak ásamt Evrópu, Japan og Bandaríkjunum. Verkið var gerð á vegum IAEA. Á tímabilinu frá 1988 til 1990 og það var búið fyrstu drög International thermonuclear Tilraunastöð Reactor sem iter, sem einnig þýðir "vegur" eða "ferðast" í Latin, í því skyni að sanna að samruna geta framleitt meiri orku en það gleypir. Kanada og Kasakstan tóku þátt tilstilli KBE og Rússlandi, í sömu röð.

Eftir 6 ára Mars ráðið samþykkti fyrstu flókna reactor hönnun byggist á fót eðlisfræði og tækni virði $ 6 milljarða. Þá US drógu úr samtökunum, sem neyddist til að helminga kostnað og breyta verkefninu. Niðurstaðan var iter-FEAT virði $ 3 milljarða., En hægt er að ná sjálf-viðhalda viðbrögð, og jákvæð jafnvægi á orku.

Árið 2003, að Bandaríkin byrjuðu aftur í hópi, og Kína tilkynnti löngun þeirra til að taka þátt í henni. Þess vegna, á miðju ári 2005, samstarfsaðila sammála um byggingu iter á Cadarache í Suður-Frakklandi. ESB og Frakklandi hafa gert helminginn af því 12,8 milljörðum evra, en Japan, Kína, Suður-Kóreu, Bandaríkjunum og Rússlandi - 10% hvor. Japan afla hár hluti sem uppsetning kosta IFMIF 1 milljarð ætluð fyrir próf efni og hafði rétt til að reisa næsta próf reactor. Heildarkostnaður iter felur helming kostnaðar af 10 ára byggingu og hálft - á 20 árum í rekstri. Indland varð sjöundi meðlimur iter í lok 2005

F tilraununum til að byrja árið 2018 með því að nota vetni í því skyni að koma í veg fyrir virkjun á seglum. Notkun DT plasma er ekki gert ráð fyrir 2026

Tilgangur Mars - þróa 500 megawatt (að minnsta kosti fyrir 400 sekúndur) með minna en 50 MW inntak máttur án raforkuframleiðslu.

Dvuhgigavattnaya Demo sýning álverið mun framleiða í stórum stíl framleiðslu á raforku til frambúðar. Demo frumdrög að hönnun verði lokið árið 2017, og byggingu hennar hefst árið 2024. Start mun fara fram í 2033.

JET

Árið 1978, ESB (KBE, Svíþjóð og Sviss) hafa byrjað sameiginlega evrópska JET verkefni í Bretlandi. JET er nú stærsta starfa tokamak í heiminum. Slík reactor JT-60 starfar í japanska National Institute of samruna, en aðeins JET má nota tvívetni-þrívetni eldsneyti.

Reactor var hleypt af stokkunum árið 1983 og var fyrsta tilraun sem stjórnað thermonuclear samruna við 16 MW var haldin í nóvember 1991 fyrir seinni 5 MW og stöðugt vald til deutaríum-þrívetni plasma. Margar tilraunir hafa verið gerðar til að kanna mismunandi hita brautir og aðrar aðferðir.

Frekari endurbætur varða Jet auka getu sína. MAST samningur reactor er þróað með JET og iter er hluti af verkefninu.

K-STAR

K-STAR - Korean ofurleiðari tokamak National Institute for Fusion Studies (NFRI) í Daejeon, sem framleiddi fyrsta plasma sinn um mitt ár 2008. Þetta er tilraunaverkefni Mars, sem er afleiðing af alþjóðlegu samstarfi. Tokamak radíus 1,8 m - fyrsta reactor því að ráða ofurleiðari seglum Nb3Sn, sama sem verður notað í Iter. Í fyrsta áfanga, sem lauk árið 2012, K-STAR þurfti að sanna tilveru helstu tækni og til að ná púls í plasma lengd til 20 sekúndur. Í öðrum áfanga (2013-2017) er framkvæmt til að rannsaka nútímavæðingu hennar lengi púls af allt að 300 s í H háttur, og umskipti til mjög AT-ham. Tilgangur þriðja áfanga (2018-2023) er að ná miklum afköstum og skilvirkni í the langur púls ham. Í skrefi 4 (2023-2025) verður að prófa demo tækni. Tækið er ekki fær um að vinna með þrívetni DT og eldsneyti notkun.

K-DEMO

Hannað í samvinnu við Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) US Department of Energy og Suður Kóreu Institute NFRI, K-DEMO ætti að vera næsta skref í átt að stofnun viðskiptabanka reactors eftir Mars, og verður fyrsta virkjunin fær um að mynda orku til rafmagns rist, þ.e. 1 milljón kilowatts til nokkurra vikna. þvermál hennar verður 6,65 m, og það mun hafa teppi mát mynda af verkefninu kynningu. Menntamálaráðuneytið, vísinda- og tækniháskólinn Kóreu áform um að fjárfesta í henni um trilljón-Kóreu Won ($ 941 milljónir).

EAST

Chinese flugmaður batnað ofurleiðari tokamak (EAST) í Institute of Physics í Kína Hefee búin til hydrogen hitastiginu í blóðvökva úr 50 milljónum ° C og haldið það fyrir 102 sekúndur.

TFTR

The American rannsóknarstofu PPPL tilrauna thermonuclear reactor TFTR unnið frá 1982 til 1997. Í desember 1993 varð hann fyrsti TFTR segulmagnaðir tokamak, sem gerði umfangsmikla tilraunir með plasma deutaríum-þrívetni. Hér á eftir, að reactor framleitt met á meðan stjórnað máttur 10.7 MW, og árið 1995, skrá um hitastig náðist jónað gas til 510 milljónir ° C. Hins vegar er uppsetning ekki tekist álagið samruna orku, en er tekist uppfyllt markmið um að hanna vélbúnað, gera a þýðingarmikill framlag til Mars.

LHD

LHD í japanska National Institute for kjarnasamruna í Toki, Gifu Hérað, var stærsti stellarator í heimi. Byrjar samruna reactor fór fram árið 1998, og hann hefur sýnt á gæði innilokun plasma, sambærilegt við aðrar helstu stöðvum. Það var náð eftir standa 13,5 keV jón hitastig (um 160,000,000 ° C) og orkunni úr 1.44 MJ.

Wendelstein 7-X

Eftir ár af próf, sem hefst í lok 2015, hitastig helíum á stuttum tíma náð 1.000.000 ° C Árið 2016 The thermonuclear hvarfrými með vetnis í plasma með 2 MW, hitinn náð 80 milljónir ° C fyrir fjórðung úr sekúndu. W7-X stellarator er sá stærsti í heimi og er áætlað að vera í stöðugri notkun í 30 mínútur. Kostnaður við reactor nam 1000000000 €.

NIF

National Ignition Facility (NIF) í lauk í mars 2009, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ár. Using 192 sín leysir geislar, sem NIF er fær um að einbeita 60 sinnum meiri orku en allir fyrri leysir kerfi.

Cold Fusion

Í mars 1989, tveir vísindamenn, American Stenli Pons og Martin Fleischmann Briton, sögðust hafa hleypt einfalt skrifborð kalt samruna kjarnaofni, sem starfa við stofuhita. Ferlið fólst í rafgreiningu þungur vatni því að nota palladíum rafskauti þar sem deuterium innri kjamamir var styrkleiki aukinn með hár þéttleiki. Rannsakendur telja að framleiðir hita, sem hægt er að skýra aðeins hvað varðar kjarnorku ferlum, eins og heilbrigður eins og það var hlið vörur nýmyndun, þar á meðal helium, þrívetni og nifteindum. Hins vegar, önnur experimenters ekki að endurtaka þessa reynslu. Flest af vísindasamfélaginu ekki trúa að kalda Fusion reactors eru raunveruleg.

Low-orka kjarnahvörf

Hófst með kröfum "Cold Fusion" rannsóknir áframhaldandi á sviði lág orku kjarnorku viðbrögð, með nokkrum reynslunni stuðning, en er ekki almennt viðurkennt vísindalega skýringu. Augljóslega veikburða kjarnorku milliverkanir (og ekki sterkt afl, eins og í kjarnaklofnun eða efnasmíði) eru notuð til að búa til og handtaka nifteindum. Tilraunir fela í sér gegnflæði vetni eða tvívetni gegnum hvati rúminu og hvarfið við málm. Rannsakendur tilkynna sést orku út. Helstu raunhæft dæmi er viðbrögð af vetni með nikkel dufti saman við hita, er fjöldi sem er stærra en getur gefið hvaða efnahvörf.