ලෝකයේ විලයන ප්රතිකාරක. පළමු විලයන ප්රතික්රියාකාරකය

අද, බොහෝ රටවල විලයන පර්යේෂණ සහභාගි වේ. නායකයන්, යුරෝපා සංගමය අතර චීනයේ වැඩසටහන, බ්රසීලය, කැනඩාව සහ කොරියාව වේගයෙන් වැඩි, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය, රුසියාව හා ජපානය, වේ. ආරම්භයේ දී, එක්සත් ජනපදය හා සෝවියට් සංගමයේ විලයන ප්රතිකාරක න්යෂ්ටික අවි සංවර්ධනය සම්බන්ධ වී ඇති අතර 1958 දී ජිනීවා හි පැවැති මෙම සමුළුව "සාමය සඳහා පරමාණු", තුරු රහසිගතව කර ඇත. සෝවියට් tokamak පර්යේෂණ පසු නිර්මාණය න්යෂ්ටික විලයන 1970 දී එය "මහා විද්යාව" බවට පත් වී තිබේ. එහෙත් උපකරණ වියදම සහ සංකීර්ණත්වය ජාත්යන්තර සහයෝගය ඉදිරියට ගෙන යාම සඳහා තිබූ එකම අවස්ථාව බව තරමට ඉහළ ගොස් ඇත.

ලෝකයේ විලයන ප්රතිකාරක

1970 සිට, විලයන බලශක්ති වාණිජ භාවිතය මුල නිරන්තරයෙන් වසර 40 ක් කල් ඇත. කෙසේ වෙතත්, බොහෝ මෙම කාලය කෙටි සිටිනවා විය හැක, මෑත වසරවල සිදු වී ඇත.

මෙම JET යුරෝපීය, බ්රිතාන්ය සහ ප්රින්ස්ටන්, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය තුල එම්.ඒ.එස්.ටී. තාපන්යෂ්ටික පරීක්ෂන ප්රතික්රියාකාරකය TFTR ඇතුළු ඉදි කිහිපයක් tokamaks. ජාත්යන්තර ITER ව්යාපෘතිය Cadarache, ප්රංශයේ ඉදිකිරීම් යටතේ ය. එය 2020 වසර තුළ කටයුතු කරනු ඇති බව විශාලතම tokamak බවට පත් වනු ඇත. 2030 දී, චීනය ITER අභිබවා ඇත CFETR, ඉදි වේ. මේ අතර, චීනය පර්යේෂණාත්මක සුපිරි සන්නායක tokamak ඊස්ට් පිළිබඳ පර්යේෂණ පවත්වයි.

විලයන ප්රතිකාරක වෙනත් වර්ගය - stellarators - පර්යේෂකයන් අතර ද ජනප්රිය විය. විශාලතම එකක්, එල්එච්ඩී සඳහා ජපන් ජාතික ආයතනය එක්ව ෆියුෂන් 1998 දී. එය චුම්බක ප්ලාස්මා සිර හොඳම වින්යාසය සඳහා ගවේශනය කිරීම සඳහා භාවිතා කර ඇත. 1988 සිට 2002 දක්වා කාල සීමාව සඳහා ජර්මානු මැක්ස් ප්ලාන්ක් ආයතනය, Garching දී Wendelstein 7-AS ප්රතික්රියාකාරකය පිළිබඳ පර්යේෂණ පවත්වන අතර, දැන් - Wendelstein 7-X දී වන අතර එහි ඉදිකිරීම් වසර 19 කට වඩා වැඩි පැවතිණි. මැඩ්රිඩ්, ස්පාඤ්ඤය, ක්රියාත්මක තවත් stellarator TJII. එක්සත් ජනපදයේ ප්රින්ස්ටන් රසායනාගාරයේ දී ප්ලාස්මීය භෞතික විද්යාවේ ඔහු 1951 දී මෙවැනි ආකාරයේ පළමු න්යෂ්ටික විලයනය ප්රතික්රියාකාරකය ඉදි එහිදී (PPPL), 2008 දී එය නිසා පිරිවැය ඉහළ යෑම සහ අරමුදල් නොමැති වීම NCSX ඉදිකිරීම නතර කළා.

මීට අමතරව, අවස්ථිති විලයන පර්යේෂණ සැලකිය යුතු ජයග්රහණ. ජාතික න්යෂ්ටික ආරක්ෂණ පරිපාලනය විසින් අරමුදල් සපයන ලෝරන්ස් ලිව්මෝර් ජාතික පර්යේෂණාගාරය (LLNL) ගොඩනැගිල්ල ජාතික ජ්වලන පහසුකම (NIF) $ බිලියන 7 ක් වටිනා, 2009 මාර්තු මාසයේ දී අවසන් කරන ලදී, ප්රංශ ලේසර් Mégajoule (LMJ) 2014 ඔක්තෝබර් මාසයේ දී ආරම්භ කරන ලදී. න්යෂ්ටික විලයනය ආරම්භ කිරීමට මිලිමීටර කිහිපයක් ක ඉලක්කයක් ප්රමාණය දී ආලෝක ශක්තිය දෙවන ජූල් මිලියන 2 පමණ බිලියනයෙන් පංගු කිහිපයක් ඇතුළත භාර ලේසර් භාවිතා විලයන ප්රතිකාරක. NIF හා LMJ ප්රධාන අරමුණ ජාතික න්යෂ්ටික අවි වැඩසටහන් සඳහා පර්යේෂණ වේ.

ITER

1985 දී, සෝවියට් සංගමය, යුරෝපයේ, ජපානයේ හා එක්සත් ජනපදය සමග එක්ව ඊළඟ පරම්පරාවේ tokamak ඉදි කිරීමට යෝජනා කරන ලදී. වැඩ අවසන් වන ජාත්යන්තර පරමාණුක ශක්ති අනුග්රහය යටතේ පවත්වන ලදී. 1988 සිට 1990 දක්වා කාල සීමාව තුළ දී එය ජාත්යන්තර තාපන්යෂ්ටික පරීක්ෂන ප්රතික්රියාකාරකය පළමු කෙටුම්පත් ද විලයන එය අවශෝෂණය වඩා වැඩි බලශක්ති නිෂ්පාදනය කළ හැකි බව ඔප්පු කිරීම සඳහා, "මාර්ගය" හෝ ලතින් භාෂාවෙන් "ගමන්" යන අර්ථය ඇති ITER, නිර්මාණය කරන ලදී. කැනඩාව සහ කසකස්තානය පිළිවෙලින් ෑඹඍ්ඔධඵ සහ රුසියාව විසින් මැදිහත් සහභාගී විය.

6 න් පසු ITER සභා වසර ස්ථාපිත භෞතික විද්යාව හා $ බිලියන 6 ක් වටිනා තාක්ෂණය මත පදනම් වූ පළමු සංකීර්ණ ප්රතික්රියාකාරකය නිර්මාණය මණ්ඩලයේ අනුමැතිය ලැබී ඇත. එවිට එක්සත් ජනපදය, වියදම් භාගයකින් හා ව්යාපෘතිය වෙනස් කරන ලෙස බල කරන ලද අයතන එතැනින් ඉවත් වුණා. ප්රතිඵලය $ බිලියන 3 ITER-වාර්තාව තැබුවේ වටිනා විය., එහෙත්, ඔබ ස්වයං තිරසාරව ප්රතිචාරය, හා බලය ධනාත්මක ඉතිරි ලබා ගත හැකි වනු ඇත.

2003 දී, එක්සත් ජනපදය නැවත වරක් මූල්යායතන සමූහයේ එක්, හා චීනය එය සහභාගී වීම සඳහා ඔවුන්ගේ ආශාව නිවේදනය කරයි. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, මැද භාගයේ 2005 දී, හවුල්කරුවන් ITER ඉදිකිරීම සඳහා Cadarache දී දකුණු ප්රංශයේ එකඟ විය. යුරෝපා සංගමය හා ප්රංශය ජපානය, චීනය, දකුණු කොරියාව, එක්සත් ජනපදය හා රුසියාව අතර, EUR බිලියන 12.8 අඩක් කර ඇත - 10% එක් එක්. ජපානය ඉහළ සංරචක පරීක්ෂණ ද්රව්ය සඳහා අදහස් ස්ථාපනය පිරිවැය IFMIF බිලියන 1 අඩංගු සපයන අතර, ඊළඟ ටෙස්ට් ප්රතික්රියාකාරකය ඉදි කිරීමට අයිතිය ඇත. ක්රියාවලියේ වසර 20 - ITER සඳහා වැය වූ මුළු මුදල වසර 10 ක ඉදිකිරීම් හා අර්ධ වියදම අඩ ඇතුළත් වේ. ඉන්දියාව 2005 අග දී ITER හත්වන සාමාජිකයකු බවට පත් වූ

මෙම පර්යේෂණ කරන චුම්බක සකී්රය වළක්වා ගැනීම සඳහා, හයිඩ්රජන් භාවිතය සමග 2018 දී ආරම්භ කිරීමට නියමිතය. භාවිතා කරමින් DT ප්ලාස්මා 2026 පෙර නොවනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ

අරමුණ ITER - 500 මෙගාවොට් (අවම වශයෙන් තත්පර 400 සඳහා) විදුලිය නොමැති 50 ට වඩා අඩු mW ආදාන බලය යොදා සංවර්ධනය කිරීම.

Dvuhgigavattnaya Demo උද්ඝෝෂණය බලාගාරය මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනය කරනු ඇත විදුලි නිෂ්පාදන ස්ථිර පදනම මත. Demo සංකල්පීය නිර්මාණය 2017 වන විට අවසන් කිරීමට නියමිතය අතර, එහි ඉදිකිරීම් 2024 දී ආරම්භ වනු ඇත. ආරම්භය 2033 දී සිදු වනු ඇත.

JET

1978 දී, යුරෝපා සංගමය (ෑඹඍ්ඔධඵ, ජර්මනිය, ස්වීඩනය, ස්විට්සර්ලන්තය) එක්සත් රාජධානියේ ඒකාබද්ධ යුරෝපීය JET ව්යාපෘතිය ආරම්භ කර තිබේ. JET දැනට ලෝකයේ විශාලතම මෙහෙයුම් tokamak වේ. එවැනි ප්රතික්රියාකාරකය JT-60 විලයන ජපන් ජාතික ආයතනය ක්රියාත්මක වන නමුත්, එකම JET වන ඩියුටීරියම්-ටිටියම් ඉන්ධන භාවිතා කිරීමට ඉඩ ඇත.

ප්රතික්රියාකාරක 1983 දී දියත් විය මෙගාවොට් 16 දක්වා තාප න්යෂ්ටික විලයන පාලනය කරන පළමු පර්යේෂණය දෙවන මෙගාවොට් 5 හා ස්ථාවර බලය ඩියුටීරියම්-ටිටියම් ප්ලාස්මා සඳහා 1991 නොවැම්බර් මස දී පවත්වන ලදී. බොහෝ පර්යේෂණ විවිධ උණුසුම් පරිපථ සහ අනික් ශිල්ප ක්රම අධ්යයනය කිරීම සිදු කර ඇත.

තවදුරටත් වැඩි දියුණු වන JET එහි ධාරිතාව වැඩි සලකමු. එම්.ඒ.එස්.ටී. සංයුක්ත ප්රතික්රියාකාරකය JET සමග වැඩිදියුණු වන අතර ITER ව්යාපෘතියේ කොටසක් වේ.

K-ස්ටාර්

K-ස්ටාර් - ෆියුෂන් අධ්යයන සඳහා කොරියානු සුපිරි සන්නායක tokamak ජාතික ආයතනය (NFRI) Daejeon දී, 2008 මැද භාගයේ දී එහි පළමු ප්ලාස්මා ඉදිරිපත් කළ. මෙම නියමු ව්යාපෘතිය ජාත්යන්තර සහයෝගීතාව ප්රතිඵලයක් වන ITER. මීටර් 1.8 ක Tokamak අරය - අධිසන්නායක චුම්භක යොදා Nb3Sn එම ITER භාවිතා වන එකම පළමු ප්රතික්රියාකාරකය. 2012 දී අවසන් වූ පළමු අදියර තුළ, K-ස්ටාර් මූලික තාක්ෂණයන් ශක්යතාව ඔප්පු කිරීමට හා තත්පර 20 ක් ප්ලාස්මා ස්පන්දන කාල සීමාව සපුරා ගැනීමට සිදු විය. එහි දෙවන අදියර යටතේ (2013-2017) එච් ආකාරයෙන් දක්වා 300 හි එහි නවීකරණ දිගු මාංශ බෝග, සහ AT-මාදිලිය ඉතා කරා සංක්රමනය අධ්යයනය කිරීම සිදු කරනු ලබයි. තෙවැනි අදියර (2018-2023) අරමුණ දීර්ඝ ස්පන්දන ආකාරයෙන් ඉහළ කාර්ය සාධනය සහ කාර්යක්ෂමතාව සාක්ෂාත් කර ගැනීම ය. පියවර 4 (2023-2025) DEMO තාක්ෂණය පරීක්ෂාවට ලක් කෙරෙනු ඇත. උපාංගය ටිටියම් DT හා ඉන්ධන භාවිතා සමඟ ක්රියා කිරීමේ හැකියාව නැත.

K-DEMO

මෙම ප්රින්ස්ටන් ප්ලාස්මා භෞතික විද්යාව රසායනාගාරය (PPPL) විසින් එක්සත් ජනපද බලශක්ති දෙපාර්තමේන්තුව හා දකුණු කොරියානු ආයතනය NFRI සමග එක්ව නිර්මාණය, K-DEMO එනම් ITER පසු වාණිජ ප්රතික්රියාකාරක නිර්මාණය දෙසට ඊළඟ පියවර විය යුත්තේ, සහ විදුලි බල පද්ධතියට බලය උත්පාදනය කිරීමේ හැකියාව පළමු බලාගාරය වනු ඇත, සති කිහිපයකට කිරීම සඳහා රුපියල් මිලියන 1 තැනුනු. එහි විෂ්කම්භය 6,65 මීටර් වනු ඇත, සහ එය මෙම ව්යාපෘතිය DEMO විසින් ජනනය බ්ලැන්කට් මොඩියුලය ඇත. ඩොලර් ට්රිලියන කොරියානු දිනාගත් ($ 941 ක්) පමණ එය ආයෝජනය කිරීමට කොරියානු අධ්යාපන අමාත්යංශය විද්යා හා තාක්ෂණ සැලසුම් කර ඇත.

ඊස්ට්

චීනය Hefee දී භෞතික විද්යා ආයතනයේ දී සුපිරි සන්නායක tokamak (නැගෙනහිර) වැඩි දියුණු චීන ගුවන් නියමුවා හයිඩ්රජන් ප්ලාස්මා උෂ්ණත්වය මිලියන 50 ° C නිර්මාණය හා තත්පර 102 ක් තිබිණි.

TFTR

ඇමරිකානු රසායනාගාර PPPL පර්යේෂණාත්මක තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය TFTR 1982 සිට 1997 දක්වා සේවය කළේය. 1993 දෙසැම්බර් මාසයේ දී, ඔහු ඩියුටීරියම්-ටිටියම් ක ප්ලාස්මා සමග පුළුල් පර්යේෂණ සිදු කරන ලද පළමු TFTR චුම්බක tokamak, බවට පත් විය. පහත සඳහන් දී, ප්රතික්රියාකාරකය වාර්තා ඉදිරිපත් අතර පාලනය බලය 10.7 MW, සහ 1995 දී, උෂ්ණත්වය වාර්තාගත කරන ලදී අයනීකෘත වායු මිලියන 510 ° සී කිරීමට කෙසේ වෙතත්, ස්ථාපනය පාඩු විලයන බලය සාර්ථක වූයේ නැහැ, නමුත් සාර්ථක ITER සැලකියයුතු දායකත්වයක් එක්, දෘඪාංග සැලසුම් කිරීමේ අරමුණ ඉටු කර ඇත.

එල්එච්ඩී

Toki, ගිෆූ ප්රාන්තය සඳහා එක් වූ ජපාන ජාතික ආයතනය න්යෂ්ටික විලයනය සඳහා එල්එච්ඩී, ලෝකයේ විශාලතම stellarator විය. විලයනය ප්රතික්රියාකාරකය ආරම්භ 1998 දී සිදු වූ අතර, ඔහු, අනෙකුත් ප්රධාන ස්ථාපනය සමාන ප්ලාස්මා සිර ගුණාත්මක ප්රදර්ශනය කර ඇත. එය 13.5 keV අයන උෂ්ණත්වය (මිලියන 160 ක් පමණ ° C) සහ 1.44 එම්.ජේ. බලශක්ති ළඟා විය.

Wendelstein 7-X

පරීක්ෂා කිරීමේ වසරකට පසු, 2015 අග දී, ආරම්භ කරමින්, කෙටි කාලයක් තුළ සිදුවන හීලියම් උෂ්ණත්වය ° මිලියන 1 සී ළඟා වී ඇත 2016 දී 2 මෙගාවොට් භාවිතා කර හයිඩ්රජන් ප්ලාස්මා සමග තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය, දෙවන හතරෙන් සඳහා උෂ්ණත්වය ° C මිලියන 80 කි. W7-X stellarator ලෝකයේ විශාලතම හා විනාඩි 30 ක් සඳහා අඛණ්ඩව කියාත්මක කිරීමට සැලසුම් කර ඇත. ප්රතික්රියාකාරක සඳහා වියදම් කළ මුදල € බිලියන 1 කි.

NIF

ජාතික ජ්වලන පහසුකම (NIF), 2009 මාර්තු මස අවසන් ලෝරන්ස් ලිව්මෝර් ජාතික පර්යේෂණාගාරය (LLNL) වසර විය. එහි 192 ලේසර් කදම්බ භාවිතා කරමින්, NIF බලශක්ති මින් පෙර කිසිදු ලේසර් ක්රමය වඩා 60 ගුණයකින් වැඩි අවධානය යොමු කළ හැකි වේ.

සීතල විලයන

1989 මාර්තු මාසයේ දී, දෙකක්, පර්යේෂකයන්, ඇමරිකානු Stenli Pons සහ මාර්ටින් Fleischmann බි්රතාන්ය, ඔවුන් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ක්රියාත්මක, සරල ඩෙස්ක්ටොප් සීතල විලයන ප්රතික්රියාකාරකය ආරම්භ කර ඇති බව සඳහන් කරයි. එම ක්රියාවලිය ඩියුටීරියම් න්යෂ්ටි ඉහළ ඝනත්වයක් සහිත සංකේන්ද්රනය කරන ලද තුළ පැලේඩියම් ඉලෙක්ට්රෝඩය භාවිතා බැර ජලය විද්යුත් විච්ඡේදනය දී සමන්විත විය. මේ පිළිබඳව පර්යේෂණ න්යෂ්ටික ක්රියාවලීන් වශයෙන් පැහැදිලි කල හැකි, මෙන්ම හීලියම්, ටිටියම් හා නියුට්රෝන ඇතුළු සංස්ලේෂණය පැත්තේ නිෂ්පාදන සිටි තාපය, නිෂ්පාදනය තර්ක කරති. කෙසේ වෙතත්, වෙනත් පර්යේෂන මෙම අත්දැකීම් පිටපත් කිරීමට අපොහොසත් විය. විද්යාත්මක ප්රජාව බොහෝ සීතල විලයන ප්රතිකාරක සැබෑ බව විශ්වාස කරන්නේ නැහැ.

අඩු-ශක්ති න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා

"සීතල එකතුව" පර්යේෂණ හිමිකම් විසින් ආරම්භ කරන අඩු බලශක්ති ක්ෂේත්රයේ දිගින් දිගටම , න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා සමහර ආනුභවික සහාය ඇතිව, නමුත් සාමාන්යයෙන් විද්යාත්මක පැහැදිලි කිරීමක් පිළිගත් නැත. පෙනෙන විදිහට, න්යෂ්ටික අන්තර් (නොව න්යෂ්ටික විඛණ්ඩනය හෝ සංශ්ලේෂණ ලෙස ශක්තිමත් බලය,) දුර්වල නිර්මාණය හා නියුට්රෝන අල්ලා ගැනීමට භාවිතා කරයි. පර්යේෂණ උත්ප්රේරකයක් ඇඳ හරහා හයිඩ්රජන් හෝ ඩියුටීරියම් දැනුම ව්යාප්ත හා ලෝහ සමග ප්රතික්රියා ඇතුළත් වේ. පර්යේෂකයන් නිරීක්ෂණය බලශක්ති නිදහස් කරයි. ප්රධාන ප්රායෝගික උදාහරණයක් කිසිදු රසායනික ප්රතික්රියාවක් දිය හැකි වඩා වැඩි සංඛ්යාව වන තාපය, සමග නිකල් කුඩු සමග හයිඩ්රජන් දක්වා ඇති ප්රතිචාරයයි.