Fusio erreaktore munduan. Lehen fusio erreaktore

Gaurkoan herrialde askotan parte hartzen dute fusio ikerketan. Buruzagiek Europar Batasuneko, Estatu Batuak, Errusia eta Japonia dira, Txinako programa, Brasil, Kanada eta Korea dira azkar handitzen ari den bitartean. Hasieran, fusio Estatu Batuetako eta Sobietar Batasunean erreaktore dute arma nuklearrak garatzen lotuta eta mantendu sekretu konferentzia "Bakerako Atomoak", izan zen Genevan ospatutako 1958an arte. Sobietar Tokamak ikerketa sortzea After fusio nuklearraren 1970eko hamarkadan "zientzia big" bihurtu da. Baina kostu eta konplexutasun gailuak ditu puntura handitu nazioarteko lankidetza hori aurrera egiteko aukera bakarra izan da.

Fusio munduko erreaktore

1970 urteaz geroztik, fusio energiaren erabilera komertziala hasieran etengabe 40 urtez atzeratu. Hala ere, askoz du azken urteotan gertatu, aldi honetan egiten laburtu ahal izango da.

Horma hainbat Tokamak, JET Europako, British eta MAST Thermonuclear esperimentala erreaktore TFTR Princeton, AEB barne. Nazioarteko ITER proiektuan Une Cadarache Frantzian eraikitzen ari da. the Tokamak handiena izango dela urteetan 2020an lan bilakatuko da. 2030 urtean, Txina eraikiko dira CFETR, zein ITER gainditzen dira. Bien bitartean, Txinako esperimentala supereroaleak Tokamak EAST batean ikerketa egiten.

Fusio erreaktore beste mota - stellarators - ere herri-ikertzaileen artean. the LHD handiena, bat, elkartu Japoniako Institutu Nazionalak for Fusio 1998an. It bilatu du plasma magnetiko inkomunikazio konfigurazioa onenak egiteko erabiltzen da. Alemaniako Max Planck Institute 1988 bitarteko epean, 2002ko ahal izateko, ikerketa burutu Wendelstein on erreaktore 7 AS Garching, eta orain - Wendelstein 7 X, eraikuntza horren iraun zuen 19 urte baino gehiago ditu. Beste stellarator TJII Madrid, Espainian ebakuntza. Ameriketako Estatu Batuetako Princeton laborategi batean plasma fisikan (PPPL), non lehen fusio nuklearra mota honetako erreaktorearen eraiki zuen 1951an, 2008an NCSX eraikuntza gelditu dela eta kostu overruns eta finantzaketa eza.

Gainera, fusio inertzial ikerketa lorpenak esanguratsuak. Eraikina National pizte espazioak (IFZ) merezi $ 7 milioi Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Segurtasun Nuklearreko Administrazio Nazionalak finantzatzen dira, 2009ko martxoan amaitu zen, frantziar Laser Mégajoule (LMJ) lanak hasi 2014ko urrian. Fusio-erreaktore baten argiaren energia bigarren joule 2 milioi inguru billionths batzuk barru entregatu helburu hainbat milimetro tamaina batean laserrak erabiliz fusio nuklearra hasteko. NIF eta LMJ helburu nagusia ikerketa nazional arma nuklearren programak onartzen da.

ITER

1985ean, Sobietar Batasunaren hurrengo belaunaldia Tokamak bat elkarrekin eraikitzeko Europan, Japonian eta Estatu Batuetan dituzten proposatu. Lana OIEA babespean egin zen. 1988 eta 1990 artean aldian Nazioarteko Thermonuclear esperimentala erreaktore ITER eta, halaber, "bide" edo "bidaia" latinez esan nahi du, lehen zirriborro sortu zen ordena fusio hori frogatzeko energia gehiago sortzen da xurgatzen baino. Kanada eta Kazakhstan parte hartu Euratom eta Errusia bitartekari, hurrenez hurren.

Ondoren, 6 urte ITER Council of onartutako lehen konplexua erreaktorearen diseinuan oinarritutako ezarritako fisika eta merezi $ 6 milioi teknologia-orrian. Ondoren AEBetako partzuergoak, eta horrek behartu kostuak erdira murriztea eta proiektua aldatu erretiratu. Emaitza ITER-FEAT merezi $ 3 milioi. zen, baina auto-sostengua erreakzio bat, eta botere oreka positiboa lortzeko dezakezu.

2003an, Estatu Batuetan, berriro elkartu partzuergoak, eta Txinan bertan parte hartzeko euren nahia iragarri du. Ondorioz, erdialdean, 2005ean, bazkide ITER eraikitzea Cadarache eko Frantziako hegoaldean adostu. EB eta Frantzian zehar 12,8 milioi euro erdia egin dituzte, Japonia, Txina, Hego Korea, Estatu Batuetan eta Errusian, berriz, -% 10 bakoitzean. Japonian eskaintzen osagai handiko dauden instalazio-kostua IFMIF 1 milioi proba materialak zuzendua eta eskubidea hurrengo proba erreaktore eraikitzeko behar izan. 20 eragiketa urte on - ITER kostua guztira, 10 urteko eraikuntza bat eta erdi kostuaren erdia dira. India zazpigarren ITER kide bihurtu zen 2005 amaieran

esperimentuak dira 2018 urtean hasiko hidrogenoa erabilera ordena iman aktibazioa saihesteko. DT plasma erabiltzea ez da 2026 baino lehen espero

Helburua ITER - garatzea, 500 megawatt bat (gutxienez 400 segundotan) elektrizitatea sortu gabe 50 baino gutxiago mW sarrerako potentzia erabiliz.

Dvuhgigavattnaya Demo manifestazio landare eskala handiko sortuko elektrizitatearen ekoizpena etengabe. Demo diseinu kontzeptuala 2017 osatuko da, eta bere eraikuntza izango 2024 hasteko. Start ospatuko da 2033 urtean.

JET

1978an, EBk (Euratom, Suedia eta Suitza) joint European JET Erresuma Batuan proiektu bat hasi dira. Jet eragile munduko Tokamak handiena da gaur egun. Horrelako erreaktore JT-60 Japoniako Institutu Nazionalak fusio batean funtzionatzen du, baina bakarrik JET deuterio-tritio erregaia erabili daitezke.

erreaktorearen 1983an jarri zen martxan, eta lehen esperimentua bertan kontrolatu thermonuclear fusio eta 16 MW 1991ko azaroan egin zen bigarren 5 MW eta boterea egonkor deuterio-tritio plasma nahi izan da. esperimentu asko egin dira desberdinak berogailu zirkuitu eta beste teknika aztertzeko.

Aurrerago hobekuntzak arduratu JET bere edukiera handitzeko. MAST trinkoa erreaktore JET garatu eta ITER proiektuaren zati da.

K-STAR

K-STAR - Korean supereroaleak Tokamak Institutu Nazionalaren Fusio Ikasketen (NFRI) Daejeon ere, bere lehen plasma ekoiztu erdialdean 2008an. Hau proiektu pilotu bat da ITER, zein nazioarteko lankidetzaren emaitza da. Tokamak 1.8 m-ko erradioa - lehen erreaktorearen enplegatzen iman supereroaleak Nb3Sn, bera dela ITER batean erabiliko da. Lehenengo fasean, eta horrek 2012an amaitu bitartean, K-STAR izan oinarrizko teknologien bideragarritasuna frogatzeko eta plasma pultsu iraupena lortzeko 20 segundotan. Bigarren fasean (2013-2017) egiten da, bere modernizazio aztertzeko gehienez 300 s lekaleak luze H moduan, eta trantsizio oso AT-modura. Hirugarren fasean (2018-2023) helburua da errendimendu handiko eta eraginkortasuna pultsu luze moduan lortzeko. Urrats 4 (2023-2025) ere probatu egingo DEMO teknologia. gailua ez da tritioa DT eta erregai erabilerak lan egiteko gai.

K-DEMO

elkarlanean diseinatu Princeton Plasma Fisika Laborategiko (PPPL) US Sailaren Energia eta Hego Korean Institute NFRI batera, K-DEMO hurrengo ITER ondoren komertzial erreaktore sortzea bidean urratsa izan beharko luke, eta lehen zentral power sortzen sare elektrikoan egiteko gai izango da, hots, 1 milioi kilowatt aste batzuk egiteko. Bere diametroa 6,65 m izango da, eta proiektu DEMO sortutako manta modulu bat izango da. Hezkuntza, Zientzia eta Teknologia Koreako Ministerioak planak a bilioi Korean won ($ 941 milioi) buruzko da inbertitzeko.

EAST

Txinako pilotu supereroaleak hobetu Tokamak (EAST) Fisika Institutuan China Hefee ere sortu hidrogenoa plasma tenperatura 50 milioi º C eta mantendu 102 segundo.

TFTR

The American laborategi PPPL esperimentala thermonuclear erreaktore TFTR 1982tik aritu 1997ra. 1993ko abenduan, lehen TFTR Tokamak magnetikoa, eta horrek esperimentuak zabala egin deuterio-tritio of plasma batekin izan zen. Aurrerantzean, erreaktorearen bitartean kontrolatu power 10,7 MW errekorra ekoiztu du, eta 1995ean, tenperatura errekorra lortu zen ionized gas 510 milioi º C. Hala ere, instalazioa ez zuen arrakasta breakeven fusio power, baina hardwarea diseinatzen, ITER ekarpen esanguratsua egiteko helburua da arrakastaz bete.

LHD

Japoniako Institutu Nazionalak fusio nuklearra Toki ere, Gifu prefekturako ere LHD munduko stellarator handiena izan zen. Aurrera fusio erreaktore ospatu 1998an, eta plasma inkomunikazio kalitatea, beste instalazio handien parekoa frogatu zuen. iritsi zen 13,5 keV ion tenperatura (160 milioi º C) eta 1,44 MJ energia.

Wendelstein 7 X

probak urtebete, 2015eko hamarkadaren amaieran hasi ondoren, helioa denbora gutxian tenperatura erdietsi 1 milioi º C. hidrogenoa plasma 2 MW a erabiliz erreaktore thermonuclear The 2016an, tenperatura 80 milioi º C iritsi Bigarren laurdena da. W7-X stellarator munduko handiena da, eta aurreikusita etengabeko operazioa izan 30 minutuz. erreaktorearen kostua 1 milioi € izan dira.

NIF

National pizte espazioak (IFZ), 2009ko martxoan, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) urtean amaitu zuten. Bere 192 laser habe erabiliz, NIF energiaren 60 aldiz gehiago baitute aurreko laser sistema baino gai.

Cold fusio

1989 martxoan, bi ikertzaile, American Stenli Pons eta Martin Fleischmann britainiarra, esan abian jarri dute mahai gaineko sinple fusio hotza erreaktore bat, giro tenperaturan jarduten. Prozesua ur astuna elektrolisiaren zetzan Gabiltza elektrodo bat eta bertan deuterio nukleo dentsitate handia duten kontzentratzen ziren erabiliz. Ikertzaileek argudiatu bero, eta horrek azaldu daiteke prozesu nuklearra dagokionez bakarrik, baita han albo sintesi produktuak, helioa, tritioa eta neutroi barne ziren bezala ekoizten. Hala ere, beste esperimentatzaileek huts esperientzia hori errepikatzeko. komunitate zientifiko gehienak ez du uste fusio hotza erreaktore benetakoak dira.

Behe-energia erreakzio nuklearrak

"Fusio hotza" ikerketa energia gutxiko eremuan jarraitu erreklamazioak hasitako erreakzio nuklearrak, euskarri enpiriko batzuk, baina ez da, oro har azalpen zientifikoak onartu. Bistan denez, ahula elkarrekintzak nuklearra (eta ez indar sendo bat, fisio nuklearra edo sintesi bezala) sortzeko eta neutroi-harrapaketa erabiltzen dira. Esperimentuak artean, hidrogenoa edo deuterio sartze katalizatzaile ohe bidez eta metal batera erreakzioa. Ikertzaileek behatu energia askatu berri. Adibide praktiko nagusia hidrogenoa erreakzio beroa, horren kopurua handiagoa baino erreakzio kimiko eman ahal dituzten nikela hauts batekin.