Дүйнөдө Fusion реакторлор. Биринчи биригүү реактор

Бүгүнкү күндө көптөгөн өлкөлөрдө биригүү изилдөө катышып жатат. Кытайдын программасы, Бразилия, Канада, Корея тездик менен өсүп жатат, ал эми жетекчилер ЕБ, АКШ, Россия, Япония, болуп саналат. Башында, Америка Кошмо Штаттары жана СССР менен биригүү реактор ядролук куралды өнүктүрүү менен байланышкан, ошондой эле 1958-жылы Дипломатиялык шаарында болуп өткөн жыйында "Тынчтык үчүн атомдор", чейин жашыруун калган. СССР tokamak изилдөө түзүү кийин ядролук синтезге боюнча 1970-жылы ал "чоң илим" болуп калды. Бирок түзүлүштөрдүн наркы жана татаалдыгы эл аралык кызматташтык алдыга гана мүмкүнчүлүк экенин пунктка көбөйгөн.

дүйнөдө Fusion реактор

1970-жылдан тартып, биригүү менен Энергия боюнча өнөр жайлык пайдаланууга башталышы дайыма 40 жылга калтырылды. Бирок, бир топ акыркы жылдары окуя болду, бул мезгил ичинде кабыл кыскартылган мүмкүн.

Курулган бир нече tokamaks, анын ичинде Jet аралык, Улуу Британиянын жана мачталык термоядролук Эксперименталдык реакторлорду Принстон, АКШда TFTR. Эл аралык Шаарга азыркы учурда Проект Cadarache, Парижде курулуп жатат. Бул жылга 2020-жылы иштей турган ири tokamak болуп калат. 2030-жылы Кытай Шаарга ашып турган CFETR курула баштайт. Ошол эле учурда, Кытай эксперименталдык издөөлөрдө tokamak Чыгыш боюнча изилдөөлөрдү жүргүзөт.

Fusion реакторлор башка түрү - stellarators - изилдөөчүлөрдүн арасында да популярдуу. ири бөлүндү бири, Япония Улуттук институту кошулган Fusion 1998-жылы. Бул магниттик плазма камакта мыкты түзүмүн издөө үчүн колдонулат. 1988-жылдан 2002-жылга чейинки мезгил ичинде Германиянын Макс Планк институтунун Гархингде жайгашкан Лайнбург 7-AS реактор изилдөө жүргүзүлгөн, ал эми азыр - Сүлүктү 7-X, дагы 19 жылдан ашык созулган бул курулуш өзгөртүлгөн. Испаниянын Мадрид шаарында дагы бир stellarator TJII иштеп турган. Америка Кошмо Штаттары Принстон лабораторияда Плазма аныкталды (PPPL), ал 1951-жылы бул түрүнө алгачкы ядролук биригүү реактор куруп, 2008-жылы бул көрсөткүч улам ашыкча коротуудан жана каржылоонун жоктугунан улам NCSX курулушун токтотту.

Мындан тышкары, ёнъгъшъ жарылууларга изилдөө маанилүү жетишкендиктер. Ядролук коопсуздук боюнча улуттук башкармалыгы тарабынан каржыланган Lawrence Livermore Улуттук лаборатория (LLNL), ал имарат Улуттук алдыруу программасы (Кору) $ 7 млрд, 2009-жылдын март айында аяктады, French Лазердик Mégajoule (LMJ)-октябрда 2014-жылы ишин баштады. бир нече миллиметр бир максаттуу өлчөмдө Fusion реакторлор жарык энергиясынын экинчи болжол менен 2 миллион Гардиан бир нече миллиарддан алкагында лазердик колдонуп ядролук синтезге баштоо. БИПБИРДЕЙ жана LMJ негизги максаты улуттук өзөктүк курал программасын колдоо үчүн изилдөөлөрдү жүргүзүү болуп эсептелет.

Шаарга

1985-жылы, СССР Europe менен бирге кийинки муун tokamak курууну сунуш кылганда, Япония жана Кошмо Штаттары. иш МАГАТЭ колдоосу астында жүргүзүлгөн. 1988-жылдан 1990-жылга чейинки мезгил ичинде ошол Fusion аны жутуп көп энергия өндүрө алат болуш үчүн, ошондой эле латын тилинде "жол" же "саякат" деген эл аралык термоядролук Эксперименталдык кереги Шаарга, биринчи долбоорлорун түзүлгөн. Канада жана Казакстан, тиешелүүлүгүнө жараша, бир бөлүгү Euratom жана Орусиянын ортомчулугу аркасында көтөрүлгөн.

Шаарга кеӊешинин 6 жыл биринчи комплекстүү реактор долбоорлоону камтыган белгиленген аныкталды жана $ 6 миллиард долларга технологиясынын негизинде бекитилген кийин. Андан кийин АКШнын чыгымдарды кыскартуу жана долбоорду өзгөртүүгө аргасыз дубандар, кетип калды. Натыйжада Шаарга-и баасы $ 3 млрд., ал эми силер бир өзүн-өзү колдоп кабыл алып, бийлик алгылыктуу балансына жетишүү болот.

2003-жылы Америка Кошмо Штаттары дагы бир жолу өкүлү кошулуп, Кытай жана ага катышууга өзүнүн ниети жөнүндө билдирген. Натыйжада, 2005-жылдын ортосунан менен түштүгүндө Парижде Cadarache боюнча Шаарга куруу боюнча макулдашышты. ЕБ жана Италия EUR 12.8 миллиард жарымын кылып, Жапония, Кытай, Түштүк Корея, ал эми Америка Кошмо Штаттары жана Орусия - 10%, ар бир. Жапония жогорку компоненттери орнотуу тесттик материалдар үчүн арналган IFMIF 1 миллиард доллар жана кийинки сыноо реакторун курууга укугу бар камтылган камсыз кылат. иш-20 жыл - Шаарга жалпы наркы жарым 10-жылы курулуш жана жарым наркын камтыйт. Индия 2005-жылдын аягында Шаарга жетинчи мүчөсү болуп калды

магнит жандануусуна жол бербөө үчүн суутек эксперименттер 2018-жылы пайдалануу менен башталышы керек. DT плазманын колдонуу 2026-жылга чейин деп күтүлүүдө

Максаты Шаарга - электр энергиясын өндүргөн жок 50 MW кем киргизүү күч колдонуп 500 кубаттуулугу (жок дегенде 400 секунда) иштеп чыгуу.

Dvuhgigavattnaya Demo көрсөтмө өсүмдүк ири берет электр энергиясын өндүрүүнү туруктуу негизде. Demo долбоор 2017-жылы аяктайт жана анын курулуш иштери 2024-жылы башталат. Start 2033-жылы өтөт.

JET

1978-жылы, ЕБ (Euratom, Украина жана Болгария) Улуу Британияда биргелешкен европалык аял JET долбоорун баштады. JET Азыркы дүйнөдө биринчи орунда иштеп tokamak болуп саналат. Мындай реактор JT-60 биригүү боюнча япон улуттук институтунун иш алып барат, ал эми бир гана JET дейтерий-тритий күйүүчү пайдалана алат.

реактор 1983-жылы башталган жана 16-MW 1991-жылы ноябрда экинчи 5 MW жана дейтерий-тритий плазмасы туруктуу бийлик үчүн болгон үчүн көзөмөлгө алынган термоядерлик биригүү биринчи эксперименти эле. Көптөгөн тажрыйбалар башка жылытуу схемалары жана башка ыкмалар изилдөө өткөрүлдү.

Андан ары жакшыртуу JET дараметин жогорулатууга тиешелүү. Мачталык кыска реактор учак менен иштелип чыккан жана Шаарга долбоордун бир бөлүгү болуп саналат.

K-STAR

K-STAR - 2008-жылдын орто ченине биринчи плазманын өндүрүлгөн Daejeon менен Fusion изилдөөлөр (NFRI) Корея издөөлөрдө tokamak Улуттук институту. Бул пилоттук долбоор эл аралык кызматташтыктын натыйжасы болуп саналат Шаарга. 1,8 м Tokamak радиусу - Nb3Sn издөөлөрдө магнит иштеген алгачкы реактор, Шаарга колдонулат турган эле. 2012-жылы аяктаган биринчи этапта, учурунда, K-STAR негизги технологияларды жөндөмдүүлүгүн жана 20 секундга плазма кагуусу узактыгы жетишүү керек болчу. Экинчи этапта (2013-2017) жогорку AT-режиминде анын жакшыртуу H режиминде 300 с көп добуш менен өтүү изилдөө үчүн жүргүзүлөт. Үчүнчү этапта (2018-2023) максаты узак кагуусу режиминде жогорку аткаруу жана натыйжалуулугун камсыз кылуу болуп саналат. -Жылы кадам 4 (2023-2025) DEMO технологиясын сыналат. түзмөк тритий DT жана отун пайдалануу менен иштөө жөндөмү жок.

K-DEMO

Princeton Plasma Ааламды Лабораториялык (PPPL) АКШ Энергетика департаментинин жана Түштүк Кореянын институту NFRI менен бирдикте иштелип чыккан, K-DEMO Шаарга кийин соода реакторлордун түзүү боюнча кийинки кадам болушу керек, ал эми электр энергия кубатын иштеп жөндөмдүү биринчи электр өсүмдүк болот, тактап айтканда, 1 миллион дебитордук карыздары бир нече жумага чейин. Анын диаметри 6.65 м болот, ал долбоор Demo тарабынан жалпы модулду болот. Корея билим берүү, илим жана технология министрлиги бир триллион Кореялык (941 млн $) жөнүндө ага анчалык көп каражат пландаштырууда.

ЧЫГЫШ

Кытай Hefee жылы Physics институтунун кытай пилоттук жакшыртылган издөөлөрдө tokamak (ЧЫГЫШ) ° C, суутек плазма температурасы 50 млн жараткан жана 102 секунд кармап турду.

TFTR

Америкалык лабораториялык PPPL сынамык реактор термоядролук TFTR 1982 1997-жылга чейин иштеген. 1993-жылы декабрда, ал дейтерий-тритий бир плазма менен зор тажрыйба биринчи TFTR магниттик tokamak, болду. кийинки реактор көзөмөлдөгөн бийлик 10.7 негизсиз, ал эми эсепке алынган, ал эми 1995-жылы, температурасын эсепке алуу жетишилди иондоштурулбаган газды 510 млн ° С чейин Бирок, орнотуу Зыянсыздуулук биригүү бийликти ийгиликке жете берген эмес, бирок ал ийгиликтүү жабдыктардын, Шаарга өз салымын кошуп долбоорлоо максат аткарылды.

сом бөлүндү

Салдырылган ядролук синтезге япон улуттук институтунун, Окадзаки Prefecture жылы бөлүндү дүйнөдөгү ири stellarator болгон. биригүү реактор 1998-жылы орун алган жылдан тартып, ал эми башка негизги курулуштарына салыштырууга плазма камакта сапатын, көрсөттү. Бул 13,5 Kev иону температурасы (болжол менен 160 миллион ° C) жана 1.44 MJ энергиясын жетишилди.

Сүлүктү 7-X

жылдын аягында 2015-жылы баштап, сыноо бир жыл өткөндөн кийин, кыска убакыттын ичинде гелий температурасы 1 млн ° C. жетти 2016-жылы 2-MW пайдалануу менен суутек плазмасы менен термоядролук реактору, температура бир экинчи бир чейрек ичинде 80 миллион ° C жетти. W7-X stellarator дүйнөдөгү ири жана 30 мүнөттүн ичинде туруктуу режимде деп пландаштырылып жатат. реактордун наркы € 1 млрд түзгөн.

NIF

Улуттук алдыруу программасы (Кору) менен 2009-жылдын март айында аяктады, Lawrence Livermore Улуттук лаборатория (LLNL) жыл. анын 192 лазер нурун колдонуп, NIF мурдагы лазер системасына караганда 60 эсе көп энергияны топтоо алат.

Cold биригүү

Март 1989-жылы эки изилдөөчү, америкалык Stenli Pons Мартин Fleischmann британиялык, алар бөлмө температурасында иштеп жаткан, жөнөкөй рабочий суук биригүү реакторун ишке айтты. жараян дейтерий ядролор жогорку жыштыгы топтолгон чыккан палладий электрод менен оор суу электролиз-жылы түзүлгөн. изилдөөчүлөр гана өзөктүк өнөр жагынан, ошондой эле, гелий, тритий жана нейтрон, анын ичинде синтези каптал азыктары, бар деп түшүндүрүүгө болот жылуулук өндүрөт айтышат. Бирок, башка өткөргөн бул тажрыйба ишке ашырган жок. илимий коомчулуктун көпчүлүгү муздак биригүү реакторлор реалдуу экенине ишене бербейт.

Төмөн-энергетикалык өзөктүк сезимге

аз энергия жаатында улантылат "муздак биригүү" изилдөө доо тарабынан демилгеленген , ядролук кубулуштардын кандайдыр бир эмпирикалык колдоосу менен, бирок, жалпысынан, илимий түшүндүрмө кабыл алынбайт. Кыязы, алсыз ядролук ара (эмес, ядролук бөлүнүү же синтези сыяктуу күчтүү күч,) түзүү жана нейтрон тартуу үчүн колдонулат. Эксперименттер катализатор төшөктө жана металл менен кабыл аркылуу суутек же дейтерий кирүүсү кирет. изилдөөчүлөр байкалган энергия бошотуу тууралуу. негизги практикалык мисалы ар кандай химиялык жооп бере ала турган көп болгон жылуулук, саны менен никелден порошок менен суутек жооп болуп саналат.