reatores de fusão do mundo. O primeiro reactor de fusão

Hoje, muitos países estão a tomar parte na pesquisa de fusão. Os líderes são a União Europeia, os Estados Unidos, Rússia e Japão, enquanto o programa da China, Brasil, Canadá e Coréia estão aumentando rapidamente. Inicialmente, os reatores de fusão nos Estados Unidos e na União Soviética têm sido associados ao desenvolvimento de armas nucleares e permaneceu em segredo até a conferência "Átomos para a Paz", que foi realizada em Genebra, em 1958. Após a criação da pesquisa tokamak Soviética da fusão nuclear na década de 1970, tornou-se "big science". Mas o custo ea complexidade dos dispositivos aumentou a tal ponto que a cooperação internacional era a única oportunidade de avançar.

reatores de fusão do mundo

Desde 1970, o início do uso comercial da energia de fusão é constantemente adiada por 40 anos. No entanto, muita coisa aconteceu nos últimos anos, tornando este período pode ser encurtado.

Construídos vários Tokamaks, incluindo o JET europeus, britânicos e MAST Thermonuclear Experimental Reactor TFTR em Princeton, EUA. O projecto internacional ITER está em construção em Cadarache, França. Ele se tornará o maior tokamak que irá trabalhar nos anos 2020. Em 2030, a China será construído CFETR, que irá superar o ITER. Enquanto isso, a China realiza pesquisas sobre uma EAST supercondutor tokamak experimental.

reatores de fusão outro tipo – stellarators – também populares entre os pesquisadores. Um dos maiores, LHD, ingressou no Instituto Nacional Japonês de fusão em 1998. Ele é usado para procurar a melhor configuração do confinamento do plasma magnético. Alemão Max Planck Institute para o período de 1988 a 2002, realizou uma pesquisa sobre o Wendelstein 7-AS reator em Garching, e agora – em Wendelstein 7-X, cuja construção durou mais de 19 anos. Outra TJII stellarator operado em Madrid, Espanha. Nos Estados Unidos Princeton laboratório de física de plasma (PPPL), onde construiu o primeiro reator de fusão nuclear deste tipo em 1951, em 2008 ele parou a construção de NCSX devido a excesso de custos e falta de financiamento.

Além disso, avanços significativos na pesquisa de fusão inercial. Edifício National Ignition Facility (NIF) de US $ 7 bilhões no Livermore Laboratory Lawrence Nacional (LLNL), financiado pela Administração Nacional de Segurança Nuclear, foi concluída em março de 2009, o Laser Mégajoule francês (LMJ) começou a trabalhar em Outubro de 2014. Os reactores de fusão usando lasers entregues dentro de poucos billionths de um segundo de aproximadamente 2 milhões de joules de energia luminosa com um tamanho alvo de vários milímetros para iniciar a fusão nuclear. O principal objetivo do NIF e LMJ é a pesquisa para apoiar programas nacionais de armas nucleares.

ITER

Em 1985, a União Soviética propôs a construir a próxima geração de tokamak em conjunto com a Europa, Japão e Estados Unidos. O trabalho foi realizado sob os auspícios da AIEA. No período de 1988 a 1990 ele foi criado os primeiros rascunhos do International Thermonuclear Experimental Reactor o ITER, que também significa "caminho" ou "viajar" em latim, a fim de provar que a fusão pode produzir mais energia do que ele absorve. Canadá e Cazaquistão participou mediada pela Euratom e Rússia, respectivamente.

Após 6 anos de Conselho do ITER aprovou o primeiro projeto do reator complexo baseado na física e tecnologia de US $ 6 bilhões estabelecida. Em seguida, os EUA retiraram-se do consórcio, o que obrigou a reduzir pela metade os custos e mudar o projeto. O resultado foi o ITER-FEAT US $ 3 bilhões., Mas você pode conseguir uma reação auto-sustentável, e o saldo positivo do poder.

Em 2003, os Estados Unidos mais uma vez se juntou ao consórcio, e a China anunciou seu desejo de participar na mesma. Como resultado, em meados de 2005, os parceiros concordaram com a construção do ITER em Cadarache, no sul da França. UE e França fizeram metade do 12,8 mil milhões de euros, enquanto o Japão, China, Coreia do Sul, Estados Unidos e Rússia – 10% cada. Japão fornece componentes de alta contida custo de instalação IFMIF 1 bilhão destinado para os materiais de teste e tinha o direito de construir o reator de teste seguinte. O custo total do ITER inclui metade do custo de uma construção e meia de 10 anos – em 20 anos de operação. Índia tornou-se o sétimo membro do ITER no final de 2005

Os experimentos são para começar em 2018 com a utilização de hidrogénio, a fim de evitar a activação dos magnetos. Usando o plasma DT não é esperada antes de 2026

Finalidade ITER – desenvolver um megawatt 500 (pelo menos durante 400 segundos) usando potência de entrada inferior a 50 mW, sem gerar electricidade.

Dvuhgigavattnaya demonstração planta de demonstração vai produzir em larga escala da produção de eletricidade em uma base permanente. projeto conceitual de demonstração será concluído em 2017, e sua construção terá início em 2024. Iniciar terá lugar em 2033.

JET

Em 1978, a União Europeia (Euratom, Suécia e Suíça) começaram um projeto JET europeia comum no Reino Unido. JET é atualmente o maior tokamak operacional no mundo. Tal reator JT-60 opera no Instituto Nacional de fusão japonesa, mas apenas JET podem usar o combustível de deutério-trítio.

O reactor foi lançado em 1983 e foi a primeira experiência na qual a fusão termonuclear controlada a 16 MW foi realizada em Novembro de 1991 para um segundo 5 MW e potência estável para o plasma de deutério e trítio. Muitos experimentos foram realizados para estudar os diferentes circuitos de aquecimento e outras técnicas.

Outras melhorias dizem respeito à JET aumentar sua capacidade. reator compacto MAST é desenvolvido com JET e ITER é parte do projeto.

K-STAR

K-STAR – Coreano Tokamak supercondutor Instituto Nacional de Estudos Fusion (NFRI) em Daejeon, que produziu seu primeiro plasma em meados de 2008. Este é um projeto piloto ITER, que é o resultado da cooperação internacional. Tokamak raio de 1,8 m – primeiro reactor empregando ímanes supercondutores Nb3Sn, o mesmo que será utilizado na ITER. Durante a primeira fase, que terminou em 2012, K-STAR tinha que provar a viabilidade das tecnologias de base e para alcançar duração do pulso de plasma para 20 segundos. Na segunda fase (2013-2017) é levada a cabo para estudar a sua modernização pulsos longos de até 300 s em modo de H, e a transição altamente AT-modo. O objectivo da terceira fase (2018-2023) é para alcançar um alto desempenho e eficiência no modo de impulsos longos. No passo 4 (2023-2025) vai ser testado tecnologia DEMO. O dispositivo não é capaz de trabalhar com DT trítio e de combustível usos.

K-DEMO

Concebido em colaboração com a Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) Departamento de Energia dos EUA e da Coreia do Sul Instituto NFRI, K-DEMO deve ser o próximo passo para a construção de reactores comerciais após o ITER, e será a primeira usina capaz de gerar energia para a rede elétrica, ou seja, 1 milhão de kilowatts a algumas semanas. O seu diâmetro será 6,65 m, e terá um módulo cobertor gerado pelo projecto DEMO. O Ministério da Educação, Ciência e Tecnologia da Coréia planeja investir nela cerca de um won coreano trilhões ($ 941 milhões).

EAST

piloto chinês Tokamak melhorado supercondutor (EAST) no Institute of Physics na China Hefee criado hidrogénio temperatura do plasma 50 milhões ° C e manteve-o durante 102 segundos.

TFTR

O laboratório PPPL reator termonuclear experimental TFTR americano trabalhou 1982-1997. Em dezembro de 1993, ele se tornou o primeiro tokamak magnética TFTR, o que fez extensas experiências com um plasma de deutério-trítio. No que se segue, o reactor produziu o disco enquanto que a potência controlada 10,7 MW, e em 1995, do registo da temperatura foi conseguido gás ionizado para 510 milhões ° C. No entanto, a instalação não teve êxito energia de fusão de equilíbrio, mas é cumprida com sucesso o objetivo de projetar o hardware, fazendo uma contribuição significativa para o ITER.

LHD

LHD no Instituto japonês Nacional de fusão nuclear em Toki, Gifu Prefecture, foi o maior stellarator no mundo. Iniciando o reator de fusão ocorreu em 1998, e ele tem demonstrado a qualidade do confinamento do plasma, comparável a outras instalações importantes. Ele foi atingido 13,5 keV temperatura iónica (cerca de 160 milhões ° C) e a energia de 1,44 MJ.

Wendelstein 7-X

Depois de um ano de teste, começando no final de 2015, a temperatura do hélio em um curto período de tempo tenha atingido 1.000.000 ° C. Em 2016 O reactor termonuclear com um plasma de hidrogénio usando um MW 2, a temperatura atingiu os 80 milhões ° C durante um quarto de um segundo. W7-X stellarator é a maior do mundo e está prevista para entrar em operação contínua por 30 minutos. O custo do reator totalizaram € 1 bilhão.

NIF

Nacional Facility Ignição (NIF) no foi concluída em março de 2009, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ano. Usando seus 192 feixes de laser, o NIF é capaz de concentrar 60 vezes mais energia do que qualquer sistema de laser anterior.

fusão a frio

Em março de 1989, dois pesquisadores, American Stenli Pons e Martin Fleischmann britânico, disse que eles lançaram um reator de fusão a frio simples desktop, operando em temperatura ambiente. O processo consistiu em electrólise de água pesada, usando um eléctrodo de paládio nos quais os átomos de deutério foram concentrados com uma alta densidade. Os investigadores defendem que produz calor, que pode ser explicada apenas em termos de processos nucleares, assim como foram os produtos secundários da síntese, incluindo o hélio, o trítio e neutrões. No entanto, outros pesquisadores não conseguiram replicar esta experiência. A maioria da comunidade científica não acredita que os reatores de fusão a frio são reais.

reações nucleares de baixa energia

Iniciado pelas reivindicações da pesquisa "fusão a frio" continuou no campo de baixa energia reações nucleares, com algum suporte empírico, mas não é geralmente aceite explicação científica. Evidentemente, as interações nucleares fracas (e não uma força forte, como na fissão nuclear ou síntese) são usados para criar e captura de nêutrons. Experiências incluir a penetração de hidrogénio ou deutério através do leito de catalisador e a reacção com o metal. Os pesquisadores relatam a liberação de energia observado. O principal exemplo prático é a reacção de hidrogénio com um pó de níquel, com o calor, o número dos quais é maior do que pode dar qualquer reacção química.