Bugungi kunda koʻplab davlatlar termoyadroviy tadqiqotlarda ishtirok etmoqda. Liderlar Yevropa Ittifoqi, AQSH, Rossiya va Yaponiya boʻlsa, Xitoy, Braziliya, Kanada va Koreya dasturlari jadal oʻsib bormoqda. Dastlab, Qo'shma Shtatlar va SSSRdagi termoyadroviy reaktorlar yadro qurolining rivojlanishi bilan bog'liq bo'lib, 1958 yilda Jenevada bo'lib o'tgan "Tinchlik uchun atomlar" konferentsiyasigacha tasniflangan. Sovet tokamaki yaratilganidan keyin 1970-yillarda yadro sintezi boʻyicha tadqiqotlar “katta fan”ga aylandi. Ammo qurilmalarning narxi va murakkabligi shu darajaga ko'tarildiki, xalqaro hamkorlik oldinga yagona yo'l bo'ldi.
Dunyodagi termoyadroviy reaktorlar
1970-yillardan beri termoyadroviy energiyadan tijorat maqsadlarida foydalanish doimiy ravishda 40 yilga orqaga surildi. Biroq so‘nggi yillarda bu muddatni qisqartirishi mumkin bo‘lgan ko‘p narsa yuz berdi.
Bir nechta tokamaklar, jumladan, Yevropa JET, Britaniya MAST va AQShning Prinston shahridagi TFTR eksperimental termoyadroviy reaktor qurilgan. Hozirda Fransiyaning Kadarache shahrida xalqaro ITER loyihasi qurilmoqda. U eng kattasiga aylanaditokamak 2020 yilda ish boshlaganida. 2030-yilda Xitoyda CFETR quriladi, u ITERdan ham oshib ketadi. Ayni paytda, XXR Sharqiy eksperimental o‘ta o‘tkazuvchan tokamak ustida tadqiqot olib bormoqda.
Tadqiqotchilar orasida boshqa turdagi termoyadroviy reaktorlar - stellatorlar ham mashhur. Eng yiriklaridan biri LHD 1998 yilda Yaponiya Milliy Fusion institutida ish boshlagan. U eng yaxshi magnit plazma qamoq konfiguratsiyasini topish uchun ishlatiladi. Nemis Maks Plank instituti 1988-2002 yillarda Garchingdagi Wendelstein 7-AS reaktorida, hozirda esa 19 yildan ortiq qurilayotgan Wendelstein 7-X reaktorida tadqiqot olib bordi. Ispaniyaning Madrid shahrida yana bir TJII stellarator ishlamoqda. AQShda 1951 yilda bunday turdagi birinchi termoyadroviy reaktor qurilgan Prinston Plazma Fizika Laboratoriyasi (PPPL) 2008 yilda NCSX qurilishini ortiqcha xarajatlar va mablag‘yetishmasligi sababli to‘xtatdi.
Bundan tashqari, inertial termoyadro sintezini tadqiq qilishda sezilarli muvaffaqiyatlarga erishildi. Milliy Yadro xavfsizligi boshqarmasi tomonidan moliyalashtirilgan Livermor Milliy Laboratoriyasida (LLNL) qiymati 7 milliard dollarga teng boʻlgan Milliy Ateşleme Zavodining (NIF) qurilishi 2009-yil mart oyida yakunlandi. Fransuz lazerli Megajoule (LMJ) 2014-yil oktabr oyida ishga tushdi. Termoyadroviy reaktorlar yadroviy termoyadroviy reaktsiyani boshlash uchun lazerlar tomonidan soniyaning bir necha milliarddan bir qismida bir necha millimetr o'lchamdagi nishonga etkazib beriladigan taxminan 2 million joul yorug'lik energiyasidan foydalanadi. NIF va LMJ ning asosiy vazifasimilliy harbiy yadroviy dasturlarni qo‘llab-quvvatlashga qaratilgan tadqiqotlardir.
ITER
1985 yilda Sovet Ittifoqi Evropa, Yaponiya va AQSh bilan birgalikda tokamakning keyingi avlodini qurishni taklif qildi. Ish MAGATE homiyligida amalga oshirildi. 1988-1990 yillar oralig‘ida termoyadroviy eksperimental reaktorning birinchi konstruksiyalari ITER, ya’ni lotincha “yo‘l” yoki “sayohat” degan ma’noni ham anglatadi, termoyadroviy sintez so‘rib olishdan ko‘ra ko‘proq energiya ishlab chiqarishi mumkinligini isbotlash uchun yaratilgan. Kanada va Qozogʻiston ham tegishli ravishda Yevrotom va Rossiya vositachiligida ishtirok etishdi.
6 yildan soʻng ITER kengashi 6 milliard dollarlik fizika va texnologiyaga asoslangan birinchi integratsiyalashgan reaktor loyihasini tasdiqladi. Keyin AQSh konsortsiumdan chiqdi, bu esa ularni xarajatlarni ikki baravar kamaytirishga va loyihani o'zgartirishga majbur qildi. Natijada ITER-FEAT 3 milliard dollarga tushdi, lekin o'z-o'zidan javob berish va ijobiy quvvat balansiga imkon berdi.
2003 yilda AQSh konsorsiumga qayta qo'shildi va Xitoy ishtirok etish istagini e'lon qildi. Natijada, 2005 yil o'rtalarida hamkorlar Frantsiya janubidagi Kadarache shahrida ITER qurishga kelishib oldilar. YeI va Fransiya 12,8 milliard yevroning yarmini, Yaponiya, Xitoy, Janubiy Koreya, AQSh va Rossiya esa 10 foizdan hissa qo‘shgan. Yaponiya yuqori texnologiyali komponentlarni taqdim etdi, materiallarni sinovdan o'tkazish uchun 1 milliard evrolik IFMIF ob'ektiga mezbonlik qildi va keyingi sinov reaktorini qurish huquqiga ega edi. ITERning umumiy qiymati 10 yillik xarajatlarning yarmini o'z ichiga oladiqurilish va yarmi - 20 yillik foydalanish uchun. Hindiston 2005 yil oxirida ITERning yettinchi a'zosi bo'ldi
Magnit faollashuvining oldini olish uchun vodorod yordamida tajribalar 2018-yilda boshlanishi kerak. 2026-yilgacha D-T plazmasidan foydalanish kutilmaydi
ITERning maqsadi elektr energiyasi ishlab chiqarmasdan 50 MVt dan kamroq kirish quvvatidan foydalangan holda 500 MVt (kamida 400 soniya davomida) ishlab chiqarishdir.
2 gigavattli demo elektr stansiyasi doimiy ravishda keng miqyosda energiya ishlab chiqaradi. Namoyish kontseptsiyasi loyihasi 2017 yilga qadar yakunlanadi, qurilish 2024 yilda boshlanadi. 2033-yilda ishga tushiriladi.
JET
1978-yilda Yevropa Ittifoqi (Euratom, Shvetsiya va Shveytsariya) Buyuk Britaniyada qoʻshma Yevropa JET loyihasini boshladi. JET bugungi kunda dunyodagi eng yirik tokamak hisoblanadi. Shunga oʻxshash JT-60 reaktori Yaponiyaning milliy termoyadroviy termoyadroviy institutida ishlaydi, lekin faqat JET deyteriy-tritiy yoqilgʻidan foydalanishi mumkin.
Reaktor 1983-yilda ishga tushirilgan va 1991-yil noyabrida deyteriy-tritiy plazmasida bir soniyada 16 MVt quvvatga va 5 MVt barqaror quvvatga ega boʻlgan boshqariladigan termoyadro termoyadroviy sinteziga olib kelgan birinchi tajriba boʻldi. Har xil isitish sxemalari va boshqa texnikalarni o'rganish uchun ko'plab tajribalar o'tkazildi.
JET-ning keyingi yaxshilanishlari uning quvvatini oshirishdan iborat. MAST ixcham reaktori JET bilan birgalikda ishlab chiqilmoqda va ITER loyihasining bir qismidir.
K-STAR
K-STAR - 2008 yil o'rtalarida birinchi plazmasini ishlab chiqargan Daejondagi Milliy termoyadroviy tadqiqot instituti (NFRI) tomonidan ishlab chiqarilgan koreys supero'tkazuvchi tokamak. Bu ITER kompaniyasining sinov loyihasi bo‘lib, xalqaro hamkorlik natijasidir. 1,8 m radiusli tokamak ITERda qo'llanilishi rejalashtirilgan o'ta o'tkazuvchan Nb3Sn magnitlaridan foydalangan birinchi reaktordir. 2012 yilga qadar yakunlangan birinchi bosqichda K-STAR asosiy texnologiyalarning hayotiyligini isbotlashi va 20 soniyagacha bo'lgan plazma impulslariga erishishi kerak edi. Ikkinchi bosqichda (2013-2017) H rejimida 300 s gacha bo'lgan uzun impulslarni o'rganish va yuqori samarali AT rejimiga o'tish uchun yangilanadi. Uchinchi bosqichning maqsadi (2018-2023 yillar) uzluksiz puls rejimida yuqori ishlash va samaradorlikka erishishdir. 4-bosqichda (2023-2025) DEMO texnologiyalari sinovdan o‘tkaziladi. Qurilma tritiy quvvatiga ega emas va D-T yoqilg'isidan foydalanmaydi.
K-DEMO
AQSh Energetika vazirligining Prinston plazma fizikasi laboratoriyasi (PPPL) va Janubiy Koreyaning NFRI bilan hamkorlikda ishlab chiqilgan K-DEMO ITER dan keyin tijorat reaktorlarini ishlab chiqishda navbatdagi qadam boʻladi va birinchi elektr stansiyasi boʻladi. bir necha hafta ichida elektr tarmog'ida, ya'ni 1 million kVt quvvat ishlab chiqarishga qodir. Uning diametri 6,65 m bo'lib, DEMO loyihasi doirasida yaratilayotgan reproduktsiya zonasi moduliga ega bo'ladi. Koreya Ta'lim, fan va texnologiyalar vazirligiunga taxminan 1 trillion von (941 million dollar) sarmoya kiritishni rejalashtirmoqda.
SHARQ
Xefeydagi Xitoy Fizika Institutida joylashgan Xitoy Eksperimental Kengaytirilgan Supero'tkazuvchi Tokamak (Sharqiy) vodorod plazmasini 50 million °C haroratda yaratdi va uni 102 soniya ushlab turdi.
TFTR
Amerikaning PPPL laboratoriyasida TFTR eksperimental termoyadro reaktori 1982 yildan 1997 yilgacha ishlagan. 1993 yil dekabr oyida TFTR deyteriy-tritiy plazmasi bilan keng ko'lamli tajribalar o'tkazgan birinchi magnit tokamak bo'ldi. Keyingi yili reaktor o'sha paytdagi rekord darajadagi 10,7 MVt boshqariladigan quvvat ishlab chiqardi va 1995 yilda 510 million °C ionlangan gaz harorati rekordiga erishildi. Biroq, ob'ekt zararsiz termoyadroviy energiya maqsadiga erisha olmadi, lekin ITER rivojiga katta hissa qo'shib, apparat dizayni maqsadlariga muvaffaqiyatli erishdi.
LHD
LHD Yaponiyaning Gifu prefekturasining Toki shahridagi Milliy Fusion Fusion Institutida dunyodagi eng katta yulduz boʻlgan. Termoyadroviy reaktor 1998 yilda ishga tushirilgan va boshqa yirik ob'ektlar bilan taqqoslanadigan plazma saqlanish xususiyatlarini namoyish etgan. Ion harorati 13,5 keV (taxminan 160 million °C) va energiya 1,44 MJ ga erishildi.
Vendelshteyn 7-X
2015-yil oxirida boshlangan bir yillik sinovdan soʻng geliy harorati qisqa vaqt ichida 1 million °C ga yetdi. 2016 yilda vodorod bilan termoyadroviy reaktorplazma 2 MVt quvvat ishlatib, chorak soniya ichida 80 million ° C haroratga yetdi. W7-X dunyodagi eng katta stellarator bo'lib, 30 daqiqa davomida uzluksiz ishlashi rejalashtirilgan. Reaktorning narxi 1 milliard yevroni tashkil etdi.
NIF
Livermor Milliy Laboratoriyasida (LLNL)Milliy Ateşleme Inshooti (NIF) 2009 yil mart oyida qurib bitkazildi. NIF oʻzining 192 ta lazer nuridan foydalangan holda oldingi lazer tizimiga qaraganda 60 barobar koʻproq energiyani jamlay oladi.
Sovuq termoyadroviy
1989 yil mart oyida ikki tadqiqotchi, amerikalik Stenli Pons va britaniyalik Martin Fleyshman xona haroratida ishlaydigan oddiy ish stoli sovuq termoyadroviy reaktorni ishga tushirganliklarini e'lon qilishdi. Jarayon og'ir suvni palladiy elektrodlari yordamida elektroliz qilishdan iborat bo'lib, unda deyteriy yadrolari yuqori zichlikda to'plangan. Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, issiqlik faqat yadroviy jarayonlar nuqtai nazaridan tushuntirilishi mumkin bo'lgan issiqlik hosil bo'lgan va geliy, tritiy va neytronlarni o'z ichiga olgan termoyadroviy qo'shimcha mahsulotlar mavjud. Biroq, boshqa tajribachilar bu tajribani takrorlay olmadilar. Ilmiy hamjamiyatning aksariyati sovuq termoyadroviy reaktorlarning haqiqiy ekanligiga ishonmaydi.
Kam energiyali yadro reaksiyalari
“Sovuq termoyadroviy” haqidagi da’volar bilan boshlangan tadqiqotlar kam energiyali yadro reaksiyalari sohasida ba’zi empirik qo’llab-quvvatlashlar bilan davom ettirildi, ammoumumiy qabul qilingan ilmiy tushuntirish emas. Ko'rinishidan, neytronlarni yaratish va ushlash uchun zaif yadroviy o'zaro ta'sirlardan foydalaniladi (yadro bo'linishi yoki sintezidagi kabi kuchli kuch o'rniga). Tajribalarga katalitik qatlam orqali vodorod yoki deyteriyning o‘tishi va metall bilan reaksiyaga kirishishi kiradi. Tadqiqotchilar kuzatilgan energiya chiqishi haqida xabar berishadi. Asosiy amaliy misol - bu vodorodning nikel kukuni bilan o'zaro ta'siri bo'lib, uning miqdori har qanday kimyoviy reaktsiya berishi mumkin bo'lgan issiqlikdan kattaroqdir.
