दुनिया में संलयन रिएक्टर। पहले संलयन रिएक्टर

आज, कई देशों संलयन अनुसंधान में भाग ले रहे हैं। नेताओं, यूरोपीय संघ, संयुक्त राज्य अमेरिका, रूस और जापान हैं, जबकि चीन के कार्यक्रम, ब्राजील, कनाडा और कोरिया में तेजी से बढ़ रही हैं। प्रारंभ में, संयुक्त राज्य अमेरिका और सोवियत संघ में संलयन रिएक्टर परमाणु हथियारों के विकास से जोड़ा गया है और सम्मेलन 'शांति के लिए परमाणु "है, जो 1958 में जेनेवा में आयोजित किया गया था जब तक रहस्य बना रहा। सोवियत टोकामक अनुसंधान के निर्माण के बाद नाभिकीय संलयन की 1970 के दशक में यह "बड़ी विज्ञान" बन गया है। लेकिन लागत और उपकरणों की जटिलता बात करने के लिए बढ़ गया है कि अंतरराष्ट्रीय सहयोग आगे बढ़ने के लिए केवल अवसर था।

दुनिया में संलयन रिएक्टर

1970 के दशक के बाद से, संलयन ऊर्जा के वाणिज्यिक इस्तेमाल की शुरुआत लगातार 40 वर्षों के लिए स्थगित कर दिया गया है। हालांकि, बहुत हाल के वर्षों में हुआ है, इस अवधि के बनाने छोटा किया जा सकता।

निर्मित कई tokamaks, जेट यूरोपीय, ब्रिटिश और मस्तूल थर्मोन्यूक्लियर एक्सपेरिमेंटल रिएक्टर TFTR प्रिंसटन, संयुक्त राज्य अमेरिका में भी शामिल है। अंतरराष्ट्रीय आईटीईआर परियोजना वर्तमान में Cadarache, फ्रांस में निर्माणाधीन है। यह सबसे बड़ी टोकामक कि साल 2020 में काम करेंगे बन जाएगा। 2030 में, चीन CFETR का निर्माण किया जाएगा, जो आईटीईआर को पछाड़ देगा। इस बीच, चीन के एक प्रयोगात्मक अतिचालक टोकामक पूर्व पर अनुसंधान करती है।

संलयन रिएक्टर अन्य प्रकार - stellarators - भी शोधकर्ताओं के बीच लोकप्रिय है। सबसे बड़ा, LHD में से एक, के लिए जापानी राष्ट्रीय संस्थान में शामिल हो गए फ्यूजन 1998 में। यह चुंबकीय प्लाज्मा कारावास का सबसे अच्छा विन्यास के लिए खोज करने के लिए प्रयोग किया जाता है। का वर्ष 2002 लिए 1988 से अवधि के लिए जर्मन मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट, Garching में Wendelstein पर अनुसंधान का आयोजन किया रिएक्टर 7 के रूप में, और अब - Wendelstein 7 एक्स, जिसका निर्माण से अधिक 19 साल तक चली पर। एक और stellarator TJII मैड्रिड, स्पेन में ऑपरेशन किया। संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रिंसटन प्रयोगशाला में प्लाज्मा भौतिकी (PPPL), जहां उन्होंने 1951 में इस प्रकार का पहला नाभिकीय संलयन रिएक्टर का निर्माण, 2008 में यह लागत और धन की कमी के कारण NCSX के निर्माण बंद कर दिया।

इसके अलावा, जड़त्वीय संलयन के अनुसंधान में महत्वपूर्ण उपलब्धियां हासिल की। बिल्डिंग राष्ट्रीय इग्निशन फैसिलिटी (एनआईएफ) लॉरेंस लिवरमोर राष्ट्रीय प्रयोगशाला (LLNL), राष्ट्रीय परमाणु सुरक्षा प्रशासन द्वारा वित्त पोषित में 7 अरब $ लायक, मार्च 2009 में पूरा हुआ था, फ्रेंच लेजर megajoule (LMJ) अक्टूबर 2014 में काम शुरू कर दिया। कई मिलीमीटर का लक्ष्य आकार में प्रकाश ऊर्जा का एक दूसरा लगभग 2 करोड़ जूल की billionths कुछ के भीतर वितरित लेजर का उपयोग संलयन रिएक्टर परमाणु संलयन शुरू करने के लिए। एनआईएफ और LMJ का मुख्य उद्देश्य अनुसंधान राष्ट्रीय परमाणु हथियार कार्यक्रमों को समर्थन करने के लिए है।

आईटीईआर

1985 में, सोवियत संघ यूरोप, जापान और संयुक्त राज्य अमेरिका के साथ मिलकर एक अगली पीढ़ी के टोकामक का निर्माण करने का प्रस्ताव रखा। काम आईएईए के तत्वावधान में आयोजित किया गया। 1988 से 1990 तक की अवधि में यह आदेश है कि संलयन साबित करने के लिए और अधिक ऊर्जा का उत्पादन कर सकते से अवशोषित में इंटरनेशनल थर्मोन्यूक्लियर एक्सपेरिमेंटल रिएक्टर आईटीईआर है, जो भी "रास्ता" या "यात्रा" लैटिन में इसका मतलब है, के पहले ड्राफ्ट बनाया गया था। कनाडा और कजाखस्तान हिस्सा क्रमश: Euratom और रूस द्वारा मध्यस्थता लिया।

बाद आईटीईआर परिषद के 6 साल की स्थापना की भौतिकी और $ 6 बिलियन लायक तकनीक पर आधारित पहली जटिल रिएक्टर डिजाइन को मंजूरी दे दी। तब अमेरिका संघ है, जो लागत को आधा और परियोजना बदलने के लिए मजबूर से हट गई। परिणाम 3 $ अरब। लायक आईटीईआर-उपलब्धि थी, लेकिन अगर आप एक आत्मनिर्भर प्रतिक्रिया, और बिजली के सकारात्मक संतुलन हासिल कर सकते हैं।

2003 में, संयुक्त राज्य अमेरिका एक बार फिर से संघ में शामिल हो गए, और चीन इसमें भाग लेने की इच्छा की घोषणा की। नतीजतन, 2005 के मध्य में, भागीदारों दक्षिणी फ्रांस में Cadarache पर आईटीईआर के निर्माण पर सहमत हुए। 10% प्रत्येक - यूरोपीय संघ और फ्रांस, जबकि जापान, चीन, दक्षिण कोरिया, संयुक्त राज्य अमेरिका और रूस, 12.8 अरब यूरो का आधा कर दिया है। जापान उच्च घटकों निहित स्थापना लागत IFMIF 1 अरब परीक्षा सामग्री के लिए लक्षित और अगले परीक्षण रिएक्टर को खड़ा करने का अधिकार था प्रदान करता है। ऑपरेशन के 20 वर्षों पर - आईटीईआर की कुल लागत 10 साल निर्माण और आधे के आधे लागत भी शामिल है। भारत 2005 के अंत में आईटीईआर के सातवें सदस्य बन गया

प्रयोगों के क्रम मैग्नेट की सक्रियता से बचने के लिए हाइड्रोजन के उपयोग के साथ 2018 में शुरू करने के लिए कर रहे हैं। डीटी प्लाज्मा का उपयोग करते हुए 2026 से पहले की उम्मीद नहीं है

उद्देश्य आईटीईआर - एक 500 मेगावाट (400 कम से कम के लिए सेकंड) बिजली पैदा करने के बिना कम से कम 50 मेगावाट इनपुट शक्ति का उपयोग कर विकसित करना।

Dvuhgigavattnaya डेमो प्रदर्शन संयंत्र बड़े पैमाने पर उत्पादन करेगा बिजली के उत्पादन के लिए एक स्थायी आधार पर। डेमो संकल्पनात्मक डिजाइन 2017 तक पूरा हो जाएगा, और इसके निर्माण 2024 में शुरू कर देंगे। प्रारंभ 2033 में आयोजित होगा।

जेट

1978 में, यूरोपीय संघ (Euratom, स्वीडन और स्विट्जरलैंड) ब्रिटेन में एक संयुक्त यूरोपीय जेट परियोजना शुरू कर दिया है। जेट वर्तमान में दुनिया में सबसे बड़ा ऑपरेटिंग टोकामक है। इस तरह के एक रिएक्टर संयुक्त -60 संलयन की जापानी राष्ट्रीय संस्थान में चल रही है, लेकिन केवल जेट ड्यूटेरियम-ट्रिटियम ईंधन का उपयोग कर सकते हैं।

रिएक्टर 1983 में शुरू किया और पहला प्रयोग है, जिसमें नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर संलयन से 16 मेगावाट एक दूसरे 5 मेगावाट और ड्यूटेरियम-ट्रिटियम प्लाज्मा को स्थिर शक्ति के लिए नवंबर 1991 में आयोजित किया गया था था। कई प्रयोगों अलग हीटिंग सर्किट और अन्य तकनीकों का अध्ययन करने के लिए आयोजित किया गया है।

आगे सुधार जेट इसकी क्षमता में वृद्धि चिंता का विषय। मस्तूल कॉम्पैक्ट रिएक्टर जेट साथ विकसित की है और आईटीईआर परियोजना का हिस्सा है।

कश्मीर स्टार

कश्मीर स्टार - डाइजॉन में फ्यूजन अध्ययन के लिए कोरियाई अतिचालक टोकामक राष्ट्रीय संस्थान (NFRI) है, जो 2008 के मध्य में अपना पहला प्लाज्मा का उत्पादन किया। यह एक पायलट परियोजना है आईटीईआर है, जो अंतरराष्ट्रीय सहयोग का परिणाम है। 1.8 मीटर की Tokamak त्रिज्या - पहला रिएक्टर को रोजगार अतिचालक चुम्बकों Nb3Sn, एक ही है कि आईटीईआर में इस्तेमाल किया जाएगा। पहले चरण में, जो 2012 में समाप्त हो गया के दौरान, कश्मीर स्टार बुनियादी तकनीकों की व्यवहार्यता साबित करने के लिए और 20 सेकंड के लिए प्लाज्मा पल्स अवधि को प्राप्त करने के लिए किया था। दूसरे चरण में (2013-2017) किया जाता है अत्यधिक एटी-मोड के लिए अपने आधुनिकीकरण एच मोड में 300 रों की लंबी दालों, और संक्रमण का अध्ययन करने के। तीसरे चरण (2018-2023) के उद्देश्य के लंबे पल्स मोड में उच्च प्रदर्शन और कार्यकुशलता हासिल करना है। कदम 4 (2023-2025) में डेमो प्रौद्योगिकी परीक्षण किया जाएगा। डिवाइस ट्रिटियम डीटी और ईंधन का उपयोग करता है के साथ काम करने में सक्षम नहीं है।

कश्मीर डेमो

प्रिंसटन प्लाज्मा भौतिकी प्रयोगशाला (PPPL) अमेरिका ऊर्जा विभाग और दक्षिण कोरियाई संस्थान NFRI के सहयोग से बनाया गया है, कश्मीर डेमो आईटीईआर के बाद वाणिज्यिक रिएक्टरों के निर्माण के दिशा में अगला कदम होना चाहिए, और पहले बिजली संयंत्र बिजली ग्रिड के लिए बिजली पैदा करने में सक्षम हो जाएगा, अर्थात्, 1 लाख एक कुछ हफ्तों के लिए किलोवाट। इसका व्यास 6.65 मीटर हो जाएगा, और यह परियोजना डेमो द्वारा उत्पन्न एक कंबल मॉड्यूल होगा। शिक्षा, विज्ञान और कोरिया की प्रौद्योगिकी मंत्रालय एक खरब कोरियाई वोन (941 मिलियन $) के बारे में यह में निवेश करने की योजना बनाई है।

पूर्व

चीनी पायलट सुधार अतिचालक टोकामक (पूर्व) चीन Hefee में भौतिकी संस्थान में डिग्री सेल्सियस हाइड्रोजन प्लाज्मा तापमान 50 लाख बनाया है और 102 सेकंड के लिए रखा है।

TFTR

अमेरिकी प्रयोगशाला PPPL प्रयोगात्मक थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर TFTR 1982 से 1997 तक काम किया। दिसंबर 1993 में, वह पहले TFTR चुंबकीय टोकामक है, जो ड्यूटेरियम-ट्रिटियम का एक प्लाज्मा के साथ व्यापक प्रयोगों बनाया बन गया। निम्नलिखित में, रिएक्टर रिकॉर्ड जबकि नियंत्रित बिजली 10.7 मेगावाट का उत्पादन किया, और 1995 में, तापमान का रिकॉर्ड हासिल की थी आयनीकृत गैस 510 करोड़ डिग्री सेल्सियस के लिए हालांकि, स्थापना breakeven संलयन शक्ति सफल नहीं हुआ, लेकिन सफलतापूर्वक, हार्डवेयर डिजाइन करने आईटीईआर में महत्वपूर्ण योगदान बनाने के लक्ष्य को पूरा किया जाता है।

LHD

Toki में नाभिकीय संलयन के लिए जापानी राष्ट्रीय संस्थान, Gifu प्रान्त, में LHD दुनिया में सबसे बड़ा stellarator था। शुरू संलयन रिएक्टर 1998 में हुआ था, और वह प्लाज्मा कारावास की गुणवत्ता, अन्य प्रमुख प्रतिष्ठानों के लिए तुलनीय प्रदर्शन किया है। यह पहुँच गया था 13.5 कीव आयन तापमान (लगभग 160 मिलियन डिग्री सेल्सियस) और 1.44 एमजे की ऊर्जा।

Wendelstein 7 एक्स

परीक्षण के एक साल, 2015 के अंत तक शुरू करने के बाद, कम समय में हीलियम तापमान तक पहुँच गया है 1 लाख डिग्री सेल्सियस 2016 में एक 2 मेगावाट का उपयोग कर एक हाइड्रोजन प्लाज्मा के साथ थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर, तापमान एक दूसरे के एक चौथाई के लिए 80 करोड़ डिग्री सेल्सियस पर पहुंच गया। W7 एक्स stellarator दुनिया में सबसे बड़ा है और 30 मिनट के लिए सतत संचालन में होने की योजना बनाई है। रिएक्टर की लागत € 1 अरब की राशि।

एनआईएफ

राष्ट्रीय इग्निशन फैसिलिटी (एनआईएफ) में मार्च 2009, लॉरेंस लिवरमोर राष्ट्रीय प्रयोगशाला (LLNL) वर्ष में पूरा किया गया। इसकी 192 लेजर बीम का उपयोग करना, एनआईएफ किसी भी पिछले लेजर प्रणाली की तुलना में 60 गुना अधिक ऊर्जा ध्यान केंद्रित करने में सक्षम है।

शीत संलयन

मार्च 1989 में, दो शोधकर्ताओं, अमेरिकी स्टेनली पोंस और मार्टिन फ़्लीस्चमैन ब्रिटिश नागरिक ने कहा कि वे एक सामान्य डेस्कटॉप ठंड संलयन रिएक्टर शुरू किया है, कमरे के तापमान पर काम करता है। प्रक्रिया एक पैलेडियम इलेक्ट्रोड जिसमें ड्यूटेरियम नाभिक एक उच्च घनत्व के साथ केंद्रित कर रहे थे का उपयोग कर भारी पानी के इलेक्ट्रोलिसिस में शामिल थे। शोधकर्ताओं का कहना है कि गर्मी है, जो केवल परमाणु प्रक्रियाओं के संदर्भ में समझाया जा सकता है, साथ ही वहाँ थे संश्लेषण के पक्ष उत्पादों, हीलियम, ट्रिटियम और न्यूट्रान सहित पैदा करता है। हालांकि, अन्य प्रयोगकर्ताओं इस अनुभव को दोहराने में नाकाम रहे। वैज्ञानिक समुदाय के अधिकांश विश्वास नहीं करता कि ठंड संलयन रिएक्टर असली हैं।

कम ऊर्जा परमाणु प्रतिक्रियाओं

"ठंड संलयन" अनुसंधान कम ऊर्जा के क्षेत्र में जारी रखा के दावों द्वारा शुरू की , परमाणु प्रतिक्रियाओं कुछ अनुभवजन्य समर्थन के साथ, लेकिन आम तौर पर वैज्ञानिक व्याख्या स्वीकार नहीं है। जाहिर है, कमजोर परमाणु बातचीत (और नहीं परमाणु विखंडन या संश्लेषण में के रूप में एक मजबूत शक्ति,) बना सकते हैं और न्यूट्रॉन की पर कब्जा करने के लिए उपयोग किया जाता है। प्रयोगों उत्प्रेरक बिस्तर के माध्यम से हाइड्रोजन या ड्यूटेरियम के प्रवेश और धातु के साथ प्रतिक्रिया में शामिल हैं। शोधकर्ताओं ने पाया ऊर्जा रिलीज रिपोर्ट। मुख्य व्यावहारिक उदाहरण गर्मी, संख्या, जिनमें से एक से अधिक किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया दे सकते हैं के साथ एक निकल पाउडर के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया होती है।