Formation, Videnskab
Fusion reaktorer i verden. Den første fusionsreaktor
I dag er mange lande, der deltager i fusionsforskning. Lederne er EU, USA, Rusland og Japan, mens Kinas program, er Brasilien, Canada og Korea hastigt stigende. I første omgang har fusionsreaktorer i USA og Sovjetunionen været knyttet til udvikling af atomvåben og forblev hemmelig indtil konferencen "Atomer for Fred", som blev afholdt i Geneve i 1958. Efter oprettelsen af den sovjetiske tokamak forskning af nuklear fusion i 1970'erne er det blevet "big science". Men omkostningerne og kompleksiteten af enhederne er steget til det punkt, at det internationale samarbejde var den eneste mulighed for at bevæge sig fremad.
Fusion reaktorer i verden
Siden 1970'erne, er begyndelsen på den kommercielle udnyttelse af fusionsenergi konstant udskudt i 40 år. Men der er sket meget i de senere år, hvilket gør denne periode kan forkortes.
Bygget flere tokamakker, herunder JET europæiske, britiske og MAST termonukleare forsøgsreaktor TFTR i Princeton, USA. Det internationale ITER-projektet er under opførelse i Cadarache, Frankrig. Det vil blive den største tokamak, der vil arbejde i årene 2020. I 2030 vil Kina blive bygget CFETR, som vil overgå ITER. I mellemtiden, Kina forsker på forsøgsbasis superledende tokamak EAST.
Fusionsreaktorer andre typer - stellaratorer - også populære blandt forskere. En af de største, venstrestyrede, sluttede det japanske nationale institut for Fusion i 1998. Det bruges til at søge efter den bedste konfiguration af den magnetiske plasma indespærring. Tyske Max Planck Instituttet for perioden fra 1988 til 2002 udført forskning på Wendelstein 7-AS reaktor i Garching, og nu - i Wendelstein 7-X, hvis konstruktion varede mere end 19 år. En anden stellarator TJII drives i Madrid, Spanien. I USA Princeton laboratorium plasmafysik (PPPL), hvor han byggede den første kernefusion reaktor af denne type i 1951, i 2008 desværre opførelsen af NCSX grundet budgetoverskridelser og manglende finansiering.
Desuden har betydelige resultater i forskningen af inertial fusion. Bygning National Ignition Facility (NIF) værdi af $ 7 mia.kr. ved Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), finansieret af National Nuclear Security Administration, blev afsluttet i marts 2009, den franske Laser megajoule (LMJ) startede arbejde i oktober 2014. Fusionsreaktorer hjælp af lasere leveret inden for et par milliardtedel af et sekund ca. 2 millioner joule lysenergi ved en målstørrelse på adskillige millimeter og starter nuklear fusion. Hovedformålet med NIF og LMJ er forskning for at støtte nationale atomvåbenprogrammer.
ITER
I 1985 foreslog Sovjetunionen at bygge en næste generation tokamak sammen med Europa, Japan og USA. Arbejdet blev udført i regi af IAEA. I perioden fra 1988 til 1990 blev det skabte de første udkast af den internationale termonukleare forsøgsreaktor ITER, hvilket også betyder "vej" eller "rejse" på latin, for at bevise, at fusion kan producere mere energi, end det absorberer. Canada og Kasakhstan deltog medieret af Euratom og Rusland, hhv.
Efter 6 år med ITER Rådet godkendte den første kompleks reaktor design baseret på etablerede fysik og teknologi værd $ 6 milliarder kroner. Så USA trak sig ud af konsortiet, der tvinges til at halvere omkostningerne og ændre projektet. Resultatet var ITER-FEAT værd $ 3 milliarder kroner., Men du kan opnå en selvbærende reaktion, og den positive magtbalance.
I 2003 USA atter sluttede sig til konsortiet, og Kina annoncerede deres ønske om at deltage i det. Som et resultat, i midten af 2005, partnerne enige om opførelsen af ITER ved Cadarache i det sydlige Frankrig. EU og Frankrig har gjort halvdelen af de 12,8 mia EUR, mens Japan, Kina, Sydkorea, USA og Rusland - 10% hver. Japan giver høje komponenter indeholdt installation koster IFMIF 1 mia beregnet til testmaterialer og havde ret til at opføre den næste test-reaktoren. De samlede udgifter til ITER omfatter halvdelen af udgifterne til en 10-årig konstruktion og halvdelen - på 20 års drift. Indien blev den syvende medlem af ITER i slutningen af 2005
Forsøgene er til at begynde i 2018 med anvendelse af hydrogen for at undgå aktivering af magneterne. Brug af DT plasma forventes ikke før 2026
Formål ITER - udvikle en 500 megawatt (mindst 400 sekunder) ved anvendelse af mindre end 50 mW indgangseffekt uden at generere elektricitet.
Dvuhgigavattnaya Demo demonstrationsanlægget vil producere storstilet produktion af elektricitet på permanent basis. Demo konstruktions- vil blive afsluttet i 2017, og dens konstruktion vil begynde i 2024. Start vil finde sted i 2033.
JET
I 1978 har EU (Euratom, Sverige og Schweiz) startede et fælles europæisk JET i England. JET er i øjeblikket den største drift tokamak i verden. En sådan reaktor JT-60 opererer i den japanske National Institute of fusion, men kun JET kan benytte deuterium-tritium brændstof.
Reaktoren blev lanceret i 1983 og var det første eksperiment, hvor kontrolleret termonuklear fusion til 16 MW blev afholdt i november 1991 en anden 5 MW og stabil strøm til deuterium-tritium plasma. Der er blevet udført mange eksperimenter for at undersøge de forskellige varmekredse og andre teknikker.
Yderligere forbedringer vedrører JET øge sin kapacitet. MAST kompakt reaktor er udviklet med JET og ITER er en del af projektet.
K-STAR
K-STAR - koreanske superledende tokamak Nationale Institut for Fusion Studier (NFRI) i Daejeon, som producerede sin første plasma i midten af 2008. Dette er et pilotprojekt ITER, som er et resultat af et internationalt samarbejde. Tokamak radius på 1,8 m - første reaktor, der anvender superledende magneter Nb3Sn, den samme, der vil blive anvendt i ITER. I den første fase, som sluttede i 2012, K-STAR måtte påvise levedygtigheden af grundlæggende teknologier og opnå plasma impulsvarighed til 20 sekunder. I den anden fase (2013-2017) udføres for at studere dens modernisering lange pulser af op til 300 s i H-funktionen, og overgangen til højt AT-mode. Formålet med den tredje fase (2018-2023) er at opnå en høj ydeevne og effektivitet på lang puls tilstand. I trin 4 (2023-2025) vil blive testet DEMO teknologi. Enheden er ikke i stand til at arbejde med tritium DT og brændstof anvendelser.
K-DEMO
Designet i samarbejde med Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) amerikanske energiministerium og den sydkoreanske Institute NFRI, bør K-DEMO være det næste skridt hen imod skabelsen af kommercielle reaktorer efter ITER, og vil være den første kraftværk stand til at generere strøm til elnettet, nemlig, 1 million kilowatt til et par uger. Dens diameter vil være 6,65 m, og det vil have et tæppe modul genereret af projektet DEMO. Ministeriet for undervisning, videnskab og teknologi Korea planer om at investere i det om en billion koreansk won (941 tusind $).
EAST
Kinesisk pilot forbedret superledende tokamak (EAST) i Institute of Physics i Kina Hefee skabte hydrogen plasmatemperaturen 50 millioner ° C og holdt det i 102 sekunder.
TFTR
Den amerikanske laboratorium PPPL eksperimentel termonuklear reaktor TFTR arbejdede fra 1982 til 1997. I december 1993 blev han den første TFTR magnetiske tokamak, hvilket gjorde omfattende forsøg med et plasma af deuterium-tritium. I det følgende reaktoren producerede posten mens den styrede effekt 10,7 MW, og i 1995 blev referatet af opnåede temperatur ioniseret gas til 510 mio ° C. Men installationen ikke lykkes breakeven fusionsenergi, men er med succes opfyldt målet om at designe hardware, yder et væsentligt bidrag til ITER.
LHD
LHD i den japanske nationale institut for nuklear fusion i Toki, Gifu Prefecture, var den største stellaratoren i verden. Start af fusionsreaktor fandt sted i 1998, og han har vist kvaliteten af plasma indespærring, kan sammenlignes med andre store installationer. Det blev nået 13,5 keV ion temperatur (ca. 160 millioner ° C) og energien af 1,44 MJ.
Wendelstein 7-X
Efter et års afprøvning, der begynder i slutningen af 2015 har helium temperatur på kort tid nået 1 million ° C. I 2016 termonuklear reaktor med en hydrogen plasma under anvendelse af en 2 MW nåede temperaturen 80 millioner ° C for en fjerdedel af et sekund. W7-X stellaratoren er den største i verden, og er planlagt til at være i kontinuerlig drift i 30 minutter. Udgifterne til reaktoren beløb sig til 1 mia €.
NIF
National Ignition Facility (NIF) i blev afsluttet i marts 2009, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) år. Ved hjælp af sine 192 laserstråler, NIF er i stand til at koncentrere 60 gange mere energi end nogen tidligere lasersystem.
Kold fusion
I marts 1989 to forskere, amerikansk Stenli Pons og Martin Fleischmann brite, sagde, at de har lanceret en enkel desktop kold fusionsreaktor, der opererer ved stuetemperatur. Processen bestod i elektrolyse af tungt vand anvendelse af en palladium-elektrode, hvori deuteriumkerner blev koncentreret med en høj densitet. Forskerne hævder, at producerer varme, hvilket kan forklares blot med hensyn til nukleare processer, såvel som der var biprodukter af syntesen, herunder helium, tritium og neutroner. Men andre eksperimentatorer undladt at kopiere denne oplevelse. Det meste af det videnskabelige samfund mener ikke, at kold fusionsreaktorer er reelle.
Lavenergi-kernereaktioner
Indledt af krav fra "kold fusion" forskning fortsatte inden for lavenergi kernereaktioner, med nogle empirisk støtte, men er ikke almindeligt anerkendt videnskabelig forklaring. Åbenbart er svage nukleare interaktioner (og ikke en stærk kraft, som i nuklear fission eller syntese) bruges til at oprette og indfangning af neutroner. Forsøg, indbefatter penetrering af hydrogen eller deuterium gennem katalysatorlejet og reaktionen med metallet. Forskerne rapporterer den observerede frigørelse af energi. Den vigtigste praktiske eksempel er omsætningen af hydrogen med en nikkelpulver med varmen, hvis antal er større end kan give nogen kemisk reaktion.
Similar articles
Trending Now