Kontrolleret termonuklear fusion

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 15. februar 2022; verifikation kræver 21 redigeringer .

Kontrolleret termonuklear fusion ( CTF ) er syntesen af ​​tungere atomkerner fra lettere for at opnå energi, som i modsætning til eksplosiv termonuklear fusion (brugt i termonukleære eksplosive enheder ) er kontrolleret. Kontrolleret termonuklear fusion adskiller sig fra traditionel kerneenergi ved, at sidstnævnte anvender en henfaldsreaktion , hvor der opnås lettere kerner fra tunge kerner. Deuterium ( 2H ) og tritium ( _3 H) , og i en længere fremtid - helium-3 ( 3 He) og bor-11 ( 11 B) .

Historien om problemet

Historisk set opstod spørgsmålet om kontrolleret termonuklear fusion på globalt plan i midten af ​​det 20. århundrede. Det er kendt, at Igor Kurchatov i 1956 foreslog samarbejdet mellem atomforskere fra forskellige lande for at løse dette videnskabelige problem. Dette skete under et besøg i det britiske atomcenter "Harwell"[1] .

Først[ hvornår? ] problemet med kontrolleret termonuklear fusion i Sovjetunionen blev formuleret og foreslået en konstruktiv løsning på det af den sovjetiske fysiker Oleg Lavrentiev [2] [3] . Ud over ham ydede sådanne fremragende fysikere som Andrey Sakharov og Igor Tamm [2] [3] samt Lev Artsimovich , der siden 1951 ledede det sovjetiske program om kontrolleret termonuklear fusion, et vigtigt bidrag til løsningen af ​​problemet [4 ] .

Processens fysik

Atomkerner består af to typer nukleoner  , protoner og neutroner . De holdes sammen af ​​den såkaldte stærke interaktion . I dette tilfælde afhænger bindingsenergien for hver nukleon med andre af det samlede antal nukleoner i kernen, som vist på grafen. Det kan ses af grafen, at for lette kerner, med en stigning i antallet af nukleoner, stiger bindingsenergien, mens den for tunge kerner falder. Hvis nukleoner føjes til lette kerner eller nukleoner fjernes fra tunge atomer, så vil denne forskel i bindingsenergi skille sig ud som en forskel mellem omkostningerne ved reaktionen og den kinetiske energi af de frigjorte partikler. Den kinetiske energi (bevægelsesenergi) af partikler omdannes til termisk bevægelse af atomer efter kollisionen af ​​partikler med atomer. Således manifesterer atomenergi sig i form af varme.

Ændringen i kernens sammensætning kaldes nuklear transformation eller nuklear reaktion . En kernereaktion med en stigning i antallet af nukleoner i kernen kaldes en termonuklear reaktion eller kernefusion. En nuklear reaktion med et fald i antallet af nukleoner i kernen - nuklear henfald eller nuklear fission .

Protoner i kernen har en elektrisk ladning , hvilket betyder, at de oplever Coulomb-frastødning . I kernen kompenseres denne frastødning af den stærke kraft, der holder nukleonerne sammen. Men den stærke interaktion har en aktionsradius, der er meget mindre end Coulomb-afvisningen. Derfor, for at fusionere to kerner til én, er det først nødvendigt at bringe dem tættere sammen og overvinde Coulomb-frastødningen. Der kendes adskillige sådanne metoder. I stjerners indre er disse gravitationskræfter. I acceleratorer er det den kinetiske energi af accelererede kerner eller elementære partikler. I termonukleare reaktorer og termonukleare våben, energien af ​​den termiske bevægelse af atomkerner. I dag er gravitationskræfter ikke under menneskets kontrol. Partikelacceleration er så energikrævende, at den ikke har nogen chance for en positiv energibalance. Og kun den termiske metode ser ud til at være egnet til kontrolleret fusion med et positivt energiudbytte.

Typer af reaktioner

Fusionsreaktionen er som følger: Som et resultat af termisk bevægelse nærmer to eller flere relativt lette atomkerner hinanden så meget, at den kortrækkende stærke vekselvirkning , som viser sig på sådanne afstande, begynder at sejre over Coulomb-frastødningskræfterne mellem ligeligt ladede kerner, hvilket resulterer i dannelsen af ​​kerner af andre, tungere grundstoffer. Nukleonsystemet vil miste en del af sin masse, svarende til bindingsenergien , og ifølge den velkendte formel E=mc² vil der, når en ny kerne skabes, blive frigivet en betydelig energi med stærk vekselvirkning. Atomkerner, som har en lille elektrisk ladning, er nemmere at bringe til den rigtige afstand, så tunge brintisotoper er det bedste brændstof til en kontrolleret fusionsreaktion.

Det har vist sig, at en blanding af to isotoper , deuterium og tritium, kræver mindre energi til fusionsreaktionen sammenlignet med den energi, der frigives under reaktionen. Men selvom en blanding af deuterium og tritium (DT) er genstand for det meste fusionsforskning, er det på ingen måde det eneste potentielle brændstof. Andre blandinger kan være lettere at fremstille; deres reaktion kan kontrolleres bedre, eller endnu vigtigere, producere færre neutroner . Af særlig interesse er de såkaldte "neutronløse" reaktioner, da den vellykkede industriel brug af sådant brændstof vil betyde fraværet af langsigtet radioaktiv forurening af materialer og reaktordesign, hvilket igen kan påvirke den offentlige mening og den generelle omkostninger til drift af reaktoren, hvilket reducerer omkostningerne væsentligt til nedlukning og bortskaffelse. Problemet er fortsat, at fusionsreaktionen ved hjælp af alternative brændstoffer er meget sværere at vedligeholde, så DT-reaktionen anses kun for at være et nødvendigt første trin.

Kontrolleret termonuklear fusion kan bruge forskellige typer termonukleare reaktioner afhængigt af den anvendte type brændsel.

Deuterium + Tritium Reaction (DT Fuel)

Den reaktion, der er mulig ved den laveste temperatur, er deuterium + tritium [5] :

To kerner : deuterium og tritium smelter sammen og danner en heliumkerne ( alfapartikel ) og en højenergi- neutron .

Denne reaktion giver en betydelig energifrigivelse. Ulemper - den høje pris på tritium, produktionen af ​​uønsket neutronstråling .

Reaktion deuterium + helium-3

Det er meget vanskeligere, på grænsen af, hvad der er muligt, at udføre reaktionen deuterium + helium-3

[5]

Betingelserne for at opnå det er meget mere komplicerede. Helium-3 er også en sjælden og ekstremt dyr isotop. Ikke produceret kommercielt i øjeblikket[ angiv ] . Det kan dog fås fra tritium, som igen opnås ved atomkraftværker [6] ; eller udvundet på Månen [7] [8] .

Kompleksiteten ved at udføre en termonukleær reaktion kan karakteriseres ved det tredobbelte produkt nT τ (densitet gange temperatur gange retentionstid). Ifølge denne parameter er D- 3 He-reaktionen omkring 100 gange mere kompliceret end DT.

Reaktion mellem deuteriumkerner (DD, monopropellant)

Reaktioner mellem deuteriumkerner er også mulige , de er lidt sværere end reaktioner, der involverer helium-3 :

Ud over hovedreaktionen i DD-plasma forekommer følgende også:

Disse reaktioner forløber langsomt parallelt med deuterium + helium-3- reaktionen, og tritium og helium-3 , der dannes under dem, vil med stor sandsynlighed straks reagere med deuterium .

Andre typer reaktioner

Flere andre typer reaktioner er også mulige. Valget af brændstof afhænger af mange faktorer - dets tilgængelighed og lave omkostninger, energiudbytte, let at opnå de betingelser, der kræves for fusionsreaktionen (primært temperatur), de nødvendige designegenskaber for reaktoren osv.

"Neutronløse" reaktioner

De mest lovende er de såkaldte "neutronløse" reaktioner, da neutronfluxen genereret ved termonuklear fusion (for eksempel i deuterium-tritium-reaktionen) fjerner en betydelig del af strømmen og genererer induceret radioaktivitet i reaktordesignet. Deuterium + helium-3-reaktionen er lovende blandt andre grunde på grund af manglen på neutronudbytte (men deuterium-deuterium-reaktionen producerer tritium, som kan interagere med deuterium, som et resultat af "neutronfri" termonuklear fusion, indtil videre ikke).

Reaktioner på let brint

Proton-proton-fusionsreaktioner, der foregår i stjerner, betragtes ikke som et lovende termonuklear brændsel. Proton-protonreaktioner gennemgår en svag interaktion med neutrinostråling og kræver af denne grund astronomiske reaktorstørrelser for enhver mærkbar energifrigivelse.

p + p → ²D + e + + ν e + 0,42 MeV

Betingelser

Kontrolleret termonuklear fusion er mulig under samtidig opfyldelse af to betingelser:

  • Kernernes kollisionshastighed svarer til plasmatemperaturen:
T > 10 8 K (for DT-reaktionen). n τ > 10 14 cm −3 s (for DT-reaktionen),

hvor n  er plasmatætheden ved høj temperatur og τ  er plasmaindeslutningstiden i systemet.

Værdien af ​​disse to kriterier bestemmer hovedsageligt hastigheden af ​​en bestemt termonuklear reaktion.

Kontrolleret termonuklear fusion er endnu ikke blevet udført i industriel skala. Den sværeste opgave for implementeringen af ​​kontrolleret termonuklear fusion er at isolere plasmaet fra reaktorens vægge [9] .

Konstruktionen af ​​den internationale termonukleare forsøgsreaktor (ITER) er i sin tidlige fase.

Reaktordesign

Der er to hovedordninger for implementering af kontrolleret termonuklear fusion, hvis udvikling i øjeblikket er i gang (2017):

  1. Kvasistationære systemer, hvor plasma opvarmes og begrænses af et magnetfelt ved relativt lavt tryk og høj temperatur. Til dette bruges reaktorer i form af tokamaks , stellaratorer ( torsatroner ) og spejlfælder , som adskiller sig i magnetfeltets konfiguration. Kvasistationære reaktorer omfatter ITER -reaktoren , som har en tokamak-konfiguration.
  2. Impulssystemer . I sådanne systemer udføres kontrolleret termonuklear fusion ved kortvarig opvarmning af små mål indeholdende deuterium og tritium med superkraftige laserstråler eller stråler af højenergipartikler ( ioner , elektroner ). En sådan bestråling forårsager en sekvens af termonukleære mikroeksplosioner [10] [11] .

Den første type termonuklear reaktor er meget bedre udviklet og undersøgt end den anden.

I kernefysik , i studiet af termonuklear fusion , for at holde plasmaet i et bestemt volumen, bruges en magnetisk fælde  - en enhed, der holder plasmaet i kontakt med elementerne i en termonuklear reaktor . Den magnetiske fælde bruges primært som en termisk isolator . Princippet om plasmaindeslutning er baseret på vekselvirkningen mellem ladede partikler og et magnetfelt, nemlig på spiralrotationen af ​​ladede partikler langs magnetfeltlinjerne. Et magnetiseret plasma er dog meget ustabilt. Som et resultat af kollisioner har ladede partikler en tendens til at forlade magnetfeltet. For at skabe en effektiv magnetisk fælde bruges der derfor kraftige elektromagneter , der forbruger en enorm mængde energi, eller der bruges superledere.

Strålingssikkerhed

En termonuklear reaktor er meget mere sikker end en atomreaktor med hensyn til stråling . Først og fremmest er mængden af ​​radioaktive stoffer i den relativt lille. Den energi, der kan frigives som følge af enhver ulykke, er også lille og kan ikke føre til ødelæggelse af reaktoren. Samtidig er der flere naturlige barrierer i udformningen af ​​reaktoren, der forhindrer spredning af radioaktive stoffer. For eksempel skal vakuumkammeret og kryostatens skal være forseglet, ellers kan reaktoren simpelthen ikke fungere. Ved udformningen af ​​ITER blev der dog lagt stor vægt på strålingssikkerhed både under normal drift og under mulige ulykker.

Der er flere kilder til mulig radioaktiv forurening:

For at forhindre spredning af tritium og støv, hvis de går ud over vakuumkammeret og kryostaten, er det nødvendigt med et særligt ventilationssystem for at opretholde et reduceret tryk i reaktorbygningen . Derfor vil der ikke være luftlækage fra bygningen, undtagen gennem ventilationsfiltre.

I konstruktionen af ​​en reaktor, for eksempel ITER , vil der, hvor det er muligt, blive brugt materialer, der allerede er testet i atomkraft. På grund af dette vil den inducerede radioaktivitet være relativt lille. Især, selv i tilfælde af svigt af kølesystemerne, vil naturlig konvektion være tilstrækkelig til at afkøle vakuumkammeret og andre strukturelle elementer.

Skøn viser, at selv i tilfælde af en ulykke vil radioaktive udslip ikke udgøre en fare for offentligheden og ikke nødvendiggøre evakuering.

Brændstofkredsløb

Den første generation af reaktorer vil højst sandsynligt køre på en blanding af deuterium og tritium. De neutroner , der opstår under reaktionen, vil blive absorberet af reaktorskjoldet, og den frigivne varme vil blive brugt til at opvarme kølevæsken i varmeveksleren , og denne energi vil igen blive brugt til at rotere generatoren .

. .

Reaktionen med 6 Li er eksoterm , hvilket giver lidt energi til reaktoren. Reaktionen med 7 Li er endoterm  - men forbruger ikke neutroner [12] . Mindst nogle 7 Li-reaktioner er nødvendige for at erstatte neutroner tabt i reaktioner med andre grundstoffer. De fleste reaktordesigns bruger naturlige blandinger af lithiumisotoper.

Dette brændstof har en række ulemper:

  • Reaktionen producerer en betydelig mængde neutroner , som aktiverer (radioaktivt inficerer) reaktoren og varmeveksleren . Neutroneksponeringen under DT-reaktionen er så høj, at reaktoren efter den første serie af test på JET , den hidtil største reaktor med sådant brændstof, blev så radioaktiv, at den måtte til at udvikle et robotsystem til fjernvedligeholdelse [13] [14] .
  • Foranstaltninger er nødvendige for at beskytte mod en mulig kilde til radioaktivt tritium.
  • Kun omkring 20 % af fusionsenergien frigives i form af ladede partikler (resten er neutroner ), hvilket begrænser muligheden for direkte omdannelse af fusionsenergi til elektricitet [15] .
  • Da tritium ikke er tilgængeligt i naturen, afhænger brugen af ​​DT-reaktionen af ​​de tilgængelige lithiumreserver , som er meget mindre end reserverne af deuterium. Fra lithium-6 opnås tritium ved neutronbestråling i henhold til skemaet :.

Der er i teorien alternative brændstoffer, som ikke har disse ulemper. Men deres brug hindres af en grundlæggende fysisk begrænsning. For at få nok energi fra fusionsreaktionen er det nødvendigt at holde et tilstrækkeligt tæt plasma ved fusionstemperaturen (10 8 K) i et vist tidsrum. Dette fundamentale aspekt af syntesen er beskrevet af produktet af plasmadensiteten n og tiden τ af det opvarmede plasmaindhold , som kræves for at nå ligevægtspunktet. Produktet n τ afhænger af brændstoftypen og er en funktion af plasmatemperaturen. Af alle typer brændstof kræver deuterium-tritium-blandingen den laveste værdi af n τ , mindst en størrelsesorden, og den laveste reaktionstemperatur, mindst 5 gange. DT-reaktionen er således et nødvendigt første skridt, men brugen af ​​andre brændstoffer er fortsat et vigtigt forskningsmål.

Fusionsreaktion som en industriel kilde til elektricitet

Fusionsenergi betragtes af mange forskere som en "naturlig" energikilde på lang sigt. Tilhængere af kommerciel brug af fusionsreaktorer til elproduktion fremfører følgende argumenter til deres fordel:

  • Næsten uudtømmelige reserver af brændstof ( brint ).
  • Brændstof kan udvindes fra havvand på alle verdens kyster, hvilket gør det umuligt for et eller en gruppe lande at monopolisere brændstofressourcer. Denne fordel er dog kun relevant for reaktioner uden brug af tritium.
  • Minimumssandsynlighed for en eksplosiv stigning i reaktionseffekten i en termonuklear reaktor.
  • Ingen forbrændingsprodukter.
  • Der er ingen grund til at bruge materialer, der kan bruges til at fremstille nukleare eksplosive anordninger, og dermed eliminere muligheden for sabotage og terrorisme .
  • Sammenlignet med atomreaktorer produceres radioaktivt affald med en kort halveringstid [16] .

Omkostningerne ved elektricitet sammenlignet med traditionelle kilder

Kritikere påpeger, at spørgsmålet om omkostningseffektiviteten af ​​nuklear fusion i produktionen af ​​elektricitet til generelle formål forbliver åbent. Den samme undersøgelse, bestilt af Bureau of Science and Technology i det britiske parlament, viser, at omkostningerne ved at producere elektricitet ved hjælp af en fusionsreaktor sandsynligvis vil være i toppen af ​​omkostningsspektret for konventionelle energikilder. Meget vil afhænge af den teknologi, der er tilgængelig i fremtiden, strukturen og reguleringen af ​​markedet. Omkostningerne til elektricitet afhænger direkte af anvendelseseffektiviteten, driftens varighed og omkostningerne ved bortskaffelse af reaktoren [17] .

Tilgængelighed af kommerciel fusionsenergi

På trods af udbredt optimisme (siden de tidlige undersøgelser af 1950'erne) er væsentlige forhindringer mellem nutidens forståelse af nuklear fusionsprocesser, teknologiske muligheder og den praktiske anvendelse af nuklear fusion endnu ikke overvundet. Det er ikke engang klart, hvor omkostningseffektiv produktion af elektricitet ved hjælp af termonuklear fusion kan være. Mens der har været konstante fremskridt i forskningen, bliver forskere konstant konfronteret med nye udfordringer. For eksempel er udfordringen at udvikle et materiale, der kan modstå neutronbombardement , som skønnes at være 100 gange mere intenst end i konventionelle atomreaktorer. Problemets alvor forværres af det faktum, at interaktionstværsnittet af neutroner med kerner ophører med at afhænge af antallet af protoner og neutroner med stigende energi og har en tendens til tværsnittet af atomkernen - og for 14 MeV neutroner er der simpelthen eksisterer ikke en isotop med et tilstrækkeligt lille interaktionstværsnit. Dette nødvendiggør en meget hyppig udskiftning af DT- og DD-reaktordesignerne og reducerer rentabiliteten i en sådan grad, at omkostningerne ved reaktorkonstruktioner lavet af moderne materialer til disse to typer viser sig at være større end prisen på den energi, de producerer. Der er tre typer løsninger :

  1. Afvisning af ren kernefusion og dens anvendelse som en kilde til neutroner til fission af uran eller thorium (som Sakharov [18] foreslog ).
  2. Afvisning af syntesen af ​​DT og DD til fordel for andre syntesereaktioner (for eksempel D-He).
  3. En kraftig reduktion i omkostningerne til strukturelle materialer eller udvikling af processer til deres genvinding efter bestråling. Der kræves også store investeringer i materialevidenskab, men udsigterne er usikre.

Sidereaktioner DD (3%) under syntesen af ​​D-He komplicerer fremstillingen af ​​omkostningseffektive strukturer til reaktoren, selvom de er mulige på det nuværende teknologiske niveau.

Der er følgende forskningsfaser:

  1. Ligevægts- eller break-even-tilstand: når den samlede energi frigivet under fusionsprocessen er lig med den samlede energi, der er brugt til at starte og vedligeholde reaktionen. Dette forhold er markeret med symbolet Q.
  2. Brændende plasma: Et mellemtrin, hvor reaktionen primært understøttes af alfapartikler, der dannes under reaktionen, og ikke af ekstern opvarmning. Q ≈ 5. Hidtil (2012) er ikke nået.
  3. Antændelse : En stabil, selvopretholdende reaktion. Bør opnås ved store værdier af Q. Indtil videre ikke opnået.

Næste trin i forskningen bør være den internationale termonuklear eksperimentelle reaktor (ITER). Ved denne reaktor er det planlagt at studere opførselen af ​​højtemperaturplasma (flammende plasma med Q ~ 30) og strukturelle materialer til en industriel reaktor.

Den sidste fase af forskningen vil være DEMO : en prototype af industriel reaktor , der vil opnå antændelse og demonstrere den praktiske egnethed af nye materialer. De mest optimistiske prognoser for afslutningen af ​​DEMO-fasen: 30 år. Efter DEMO kan design og konstruktion af kommercielle termonukleare reaktorer (konventionelt kaldet TNPP - termonukleare kraftværker) begynde. Byggeriet af TNPP begynder muligvis først i 2045. [19]

Eksisterende tokamaks

I alt blev der bygget omkring 300 tokamaks i verden . De største af dem er listet nedenfor.

  • USSR og Rusland
    • T-2 er det første funktionelle apparat.
    • T-4 - en forstørret version af T-3.
    • T-7 er en unik installation, hvor der for første gang i verden blev implementeret et relativt stort magnetisk system med en superledende solenoide [20] baseret på en niobium-titanium-legering afkølet med flydende helium . Hovedopgaven for T-7 blev afsluttet: udsigten til den næste generation af superledende solenoider af termonuklear kraftteknik blev forberedt.
    • T-10 og PLT er det næste trin i fusionsforskningens verden, de har næsten samme størrelse, lige stor effekt, med samme indeslutningsfaktor. Og de opnåede resultater er identiske: Den eftertragtede temperatur for termonuklear fusion er nået ved begge reaktorer, og forsinkelsen ifølge Lawson-kriteriet  er kun to hundrede gange.
    • T-15  er nutidens reaktor med en superledende solenoide [20] , som giver en feltstyrke på 3,6 T.
    • Globus-M er den første sfæriske tokamak i Rusland, skabt i 1999. [21]
    • Globus-M2 [22]  er en ny generation af sfærisk tokamak, der blev lanceret i 2018. [23]
  • Kasakhstan
    • Kazakhstan Materials Science Tokamak (KMT) er en eksperimentel termonuklear facilitet til forskning og afprøvning af materialer i energibelastningstilstande tæt på ITER og fremtidige termonukleare kraftreaktorer. Byggepladsen for KTM er byen Kurchatov [24] [25] .
  • Libyen
    • TM-4A
  • Europa og Storbritannien
    • Joint European Torus [26]  er den største opererende tokamak i verden, skabt af Euratom -organisationen i Storbritannien . Den bruger kombineret opvarmning: 20 MW - neutral indsprøjtning, 32 MW - ion-cyclotron resonans. Som følge heraf er Lawson-kriteriet kun 4-5 gange lavere end tændingsniveauet.
    • Tore Supra [27]  er en tokamak med superledende spoler (ved 1,8 K) [20] , en af ​​de største i verden. Beliggende i forskningscentret Cadarache ( Frankrig ).
  • USA
    • Test Fusion Tokamak Reactor (TFTR) [28]  er den største amerikanske tokamak (ved Princeton University) med yderligere opvarmning af hurtige neutrale partikler. Et højt resultat blev opnået: Lawson-kriteriet ved en ægte termonuklear temperatur er kun 5,5 gange lavere end antændingstærsklen. Lukket i 1997.
    • National Spherical Torus Experiment (NSTX) [29]  er en sfærisk tokamak (sfæromak), der i øjeblikket opererer ved Princeton University. Det første plasma i reaktoren blev opnået i 1999, to år efter lukningen af ​​TFTR.
    • Alcator C-Mod [30]  er en af ​​de tre største tokamaks i USA (de to andre er NSTX og DIII-D), Alcator C-Mod er karakteriseret ved det højeste magnetfelt og plasmatryk i verden. Arbejder siden 1993.
    • DIII-D [31]  er en amerikansk tokamak bygget og drevet af General Atomic i San Diego .
  • Japan
    • JT-60 [32]  er den største japanske tokamak, som har været i drift ved Japan Atomic Energy Research Institute siden 1985.
    • Triam - med superledende magneter [20]
  • Kina
    • EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) - Eksperimentel superledende tokamak. Arbejder i samarbejde med det internationale projekt ITER . De første vellykkede test blev udført i sommeren 2006. Tilhører Institute of Plasma Physics ved det kinesiske videnskabsakademi. Beliggende i Hefei City , Anhui-provinsen . På denne reaktor i 2007 blev verdens første "break-even" termonuklear fusion udført [33] , hvad angår forholdet mellem brugt/modtaget energi. I øjeblikket er dette forhold 1:1,25. I den nærmeste fremtid er det planlagt at øge dette forhold til 1:50. [34] Den 14. november 2018 varmede den kinesiske tokamak plasmaet op til 100 millioner grader Celsius, i maj 2021 ved ØST var det muligt at opvarme plasmaet til 160 millioner °C med at holde det i 101 sekunder, og i begyndelsen af 2022 til en temperatur på 70 millioner °C inden for 17 minutter [35] .

Se også

Noter

  1. ↑ Det videnskabelige samfund af fysikere fra USSR. 1950-1960'erne. Dokumenter, erindringer, forskning / Kompileret og redigeret af V. P. Vizgin og A. V. Kessenikh . - Sankt Petersborg. : forlag RKhGA , 2005 . - T. I. - S. 23. - 720 s.
  2. ↑ 1 2 Bondarenko B. D. “ O. A. Lavrentievs rolle i at stille spørgsmålet og igangsætte forskning om kontrolleret termonuklear fusion i USSR Arkiveret 12. september 2017 på Wayback Machine ” // UFN 171 , 886 (2001).
  3. ↑ 1 2 Anmeldelse af A. D. Sakharov, offentliggjort i afsnittet "Fra arkivet for præsidenten for Den Russiske Føderation". UFN 171 , 902 (2001), s. 908.
  4. ↑ Artsimovich, 1961 , s. 458.
  5. ↑ 1 2 Artsimovich, 1961 , s. 6.
  6. ↑ The Helium-3 Shortage: Supply, Demand, andOptions for Congress Arkiveret 9. november 2020 på Wayback Machine // FAS, 22. december 2010  : "Det er produceret som et biprodukt af atomvåbenvedligeholdelse ... På nuværende tidspunkt er helium- 3 fremstilles kun som et biprodukt af fremstilling og rensning af tritium til brug i atomvåben. Forsyningen af ​​helium-3 stammer derfor for det meste, måske helt, fra to kilder: den amerikanske og den russiske regering. ... Det amerikanske våbenprogram producerer i øjeblikket tritium ved at bestråle lithium i en let-vand-nuklear reaktor.", også afsnittet "Potentielle yderligere kilder" (side 12)
  7. ↑ Kunne månen brænde Jorden i 10.000 år? Kina siger, at minedrift af helium fra vores satellit kan hjælpe med at løse verdens energikrise Arkiveret 29. november 2014 på Wayback Machine 5. august 2014
  8. ↑ Hvorfor gå tilbage til månen? Arkiveret 1. november 2014 på Wayback Machine // NASA, 2008-01-14: "... helium 3, en isotop ekstremt sjælden på Jorden, findes i mængde i månens jord, implanteret af solvinden. Hvis - en meget stor hvis - termonuklear fusion til energi produceres på Jorden, ville helium 3 være ekstremt værdifuldt for fusionsreaktorer, fordi det ikke gør reaktoren radioaktiv."
  9. ↑ Artsimovich, 1961 , s. femten.
  10. ↑ Waite Gibbs Nuklear fusion: små spillere // I videnskabens verden . - 2017. - nr. 1/2. — S. 36-45.
  11. ↑ N.V. Zmitrenko Laser termonuklear fusion: historie og nye ideer // Ikke-linearitet i moderne videnskab / red. G. G. Malinetsky . - M., LKI, 2013. - s. 84-95
  12. ↑ Tidlig amerikansk termonuklear ammunition brugte også naturligt lithiumdeuterid, som hovedsageligt indeholder en lithiumisotop med et massetal på 7. Det tjener også som en kilde til tritium, men til dette skal neutronerne, der deltager i reaktionen, have en energi på 10 MeV og højere.
  13. ↑ Fjernhåndtering | EFDA (utilgængeligt link) . Hentet 14. november 2013. Arkiveret fra originalen 10. januar 2014. 
  14. ↑ http://www.iop.org/Jet/fulltext/JETP98074.pdf 1999
  15. ↑ Termonukleare kraftværker i en neutronfri cyklus (for eksempel D + 3 He → p + 4 He + 18.353 MeV) med en MHD-generator på højtemperaturplasma;
  16. ↑ E. P. Velikhov , S. V. Putvinsky . Termonuklear reaktor . Fornit (22. oktober 1999). — Rapport af 22.10.1999, udarbejdet inden for rammerne af World Federation of Scientists Energy Center. Dato for adgang: 16. januar 2011. Arkiveret fra originalen 12. januar 2011.
  17. ↑ Postnote : Nuclear Fusion Arkiveret 29. november 2008 på Wayback Machine , 2003 
  18. ↑ Kapitel 9 ::: Sakharov A.D. - Erindringer T.1 ::: Sakharov Andrey Dmitrievich ::: Erindringer om Gulag :: Database :: Forfattere og tekster . Hentet 22. november 2021. Arkiveret fra originalen 20. august 2021.
  19. ↑ http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/6332/ Arkiveret kopi af 23. maj 2013 på Wayback Machine Giv termonuklear til midten af ​​århundredet!
  20. ↑ 1 2 3 4 Forelæsningsnotater | Superledende magneter | Nuklear videnskab og teknik | MIT Open Course Ware . Hentet 14. november 2013. Arkiveret fra originalen 10. juni 2015.
  21. ↑ Kugleformet tokamak Globus-M . Hentet 6. august 2014. Arkiveret fra originalen 16. juli 2014.
  22. ↑ VB Minaev, VK Gusev, NV Sakharov, VI Varfolomeev, NN Bakharev. Sfærisk tokamak Globus-M2: design, integration, konstruktion  // Nuklear Fusion. — 2017-05-09. - T. 57 , no. 6 . - S. 066047 . - ISSN 1741-4326 0029-5515, 1741-4326 . - doi : 10.1088/1741-4326/aa69e0 .
  23. ↑ Olga Zakutnyaya . Lancering af UNU "Globus-M2". Pressemeddelelse , FTI pressemeddelelse A.F. Ioffe  (7. juni 2018). Arkiveret fra originalen den 19. september 2018. Hentet 19. september 2018.
  24. ↑ Tokamak KTM (utilgængeligt link) . Hentet 6. juli 2013. Arkiveret fra originalen 16. oktober 2013. 
  25. ↑ Tokamak KTM - ktm.nnc.kz . Hentet 6. juli 2013. Arkiveret fra originalen 16. januar 2014.
  26. ↑ EFDA | European Fusion Development Agreement (link ikke tilgængeligt) . Hentet 11. august 2008. Arkiveret fra originalen 23. juli 2009. 
  27. ↑ Tore Supra . Hentet 11. august 2008. Arkiveret fra originalen 7. juli 2008.
  28. ↑ Tokamak Fusion Test Reactor (downlink) . Hentet 11. august 2008. Arkiveret fra originalen 26. april 2011. 
  29. ↑ Oversigt over Princeton Plasma Physics Laboratory (link utilgængeligt) . Hentet 11. august 2008. Arkiveret fra originalen 16. september 2008. 
  30. ↑ MIT Plasma Science & Fusion Center: research>alcator> (link ikke tilgængeligt) . Hentet 11. august 2008. Arkiveret fra originalen 9. juli 2015. 
  31. ↑ Hjem - Fusion Website . Hentet 11. august 2008. Arkiveret fra originalen 17. maj 2008.
  32. ↑ Fusion Plasma Research (link utilgængeligt) . Hentet 11. august 2008. Arkiveret fra originalen 27. september 2007. 
  33. ↑ The Artificial Sun-中安在线-engelsk (downlink) . Hentet 24. marts 2009. Arkiveret fra originalen 24. maj 2011. 
  34. ↑ Thermonuclear kom ud af nulpunktet - Avis. Ru . Dato for adgang: 3. januar 2011. Arkiveret fra originalen 1. juli 2012.
  35. ↑ I. Vedmedenko. Kinesisk fusionsreaktor sætter ny højtemperaturkontinuerlig plasmarekord _

Litteratur

  • E.P. Velikhov; S.V. Mirnov. Controlled Fusion Enters the Home Stretch ( PDF )  (utilgængeligt link) . Troitsk Institut for Innovation og Termonuklear Forskning. Russisk forskningscenter "Kurchatov Institute". . ac.ru. — En populær erklæring om problemet. Hentet 8. august 2007. Arkiveret fra originalen 4. januar 2007.
  • Artsimovich L. A. Kontrollerede termonukleære reaktioner. - M. : Fizmatlit, 1961. - 467 s.
  • Lukyanov S. Yu. "Varmt plasma og kontrolleret nuklear fusion" "Nauka", Moskva 1975
  • Hegler M., Christiansen M. Introduktion til kontrolleret termonuklear fusion. - M. , Mir , 1980. - 230 s.

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier