Hozirgi vaqtda boshqariladigan termoyadroviy sintez ko'pincha klassik atom elektr stantsiyalari va hatto qazib olinadigan yoqilg'ining o'rnini bosuvchi sifatida bashorat qilinmoqda, biroq bu yo'nalishda bir qancha jiddiy yutuqlarga qaramay, termoyadroviy reaktorning birorta ham ishchi prototipi hali namoyish etilmagan. Loyihaning birinchi bosqichida Frantsiyada (Evropa Ittifoqi, Rossiya, Xitoy, Hindiston va Koreya Respublikasi ishtirok etadigan) birinchi xalqaro termoyadroviy reaktorining qurilishi. Shu bilan birga, Amerikaning Lockheed Martin korporatsiyasi, shuningdek, Massachusets texnologiya instituti (MIT) vakili tadqiqotchilar guruhi samarali termoyadroviy reaktorni yaratish ustida ishlamoqda. Aynan MIT mutaxassislari 2015 yil avgust oyida juda ixcham tokamakning yangi loyihasi ishlab chiqilganini e'lon qilishdi.
Tokamak magnit lasanli toroidal kamerani anglatadi. Bu torus shaklidagi qurilma, boshqariladigan termoyadroviy termoyadroviy oqimi uchun zarur bo'lgan sharoitlarga erishish uchun plazma o'z ichiga olgan. Tokamak g'oyasining o'zi sovet fiziklariga tegishli. Ishlab chiqarish maqsadlarida boshqariladigan termoyadroviy termoyadroviydan foydalanish taklifi, shuningdek, elektr maydonining yuqori haroratli plazma issiqlik izolatsiyasidan foydalangan holda aniq sxema birinchi marta 1950 yil o'rtalarida yozgan asarida fizik O. A. Lavrentyev tomonidan ishlab chiqilgan. Afsuski, bu asar 1970 -yillargacha "unutilgan". Tokamak atamasini akademik Kurchatov shogirdi I. N. Golovin kiritgan. Aynan tokamak reaktori ITER xalqaro ilmiy loyihasi doirasida yaratilmoqda.
Frantsiyada ITER termoyadroviy reaktorini yaratish ishlari ancha sekin ketayotgan bir paytda, Massachusets texnologiya institutining amerikalik muhandislari ixcham termoyadroviy reaktorning yangi dizaynini taklif qilishdi. Ularning aytishicha, bunday reaktorlar faqat 10 yil ichida tijoriy ishga tushirilishi mumkin. Shu bilan birga, termoyadro energiyasi, ulkan ishlab chiqarish quvvatlari va tugamaydigan vodorod yoqilg'isi bilan, o'nlab yillar davomida faqat orzu va bir qator qimmat laboratoriya tajribalari va tajribalari bo'lib qoldi. Yillar o'tib, fiziklar hatto hazil qilishdi: "Termoyadroviy termoyadroviyning amaliy qo'llanilishi 30 yildan keyin boshlanadi va bu davr hech qachon o'zgarmaydi". Shunga qaramay, Massachusets texnologiya instituti, energetikada uzoq kutilgan yutuq atigi 10 yil ichida sodir bo'ladi deb hisoblaydi.
MIT muhandislarining ishonchi mavjud bo'lgan Supero'tkazuvchi magnitlarga qaraganda ancha kichikroq va kuchliroq bo'lishni va'da qilgan magnitni yaratish uchun yangi supero'tkazuvchi materiallardan foydalanishga asoslangan. MIT plazma va termoyadroviy markazi direktori, professor Dennis Uaytning so'zlariga ko'ra, noyob tuproqli bariy mis oksidi (REBCO) asosida sotuvda mavjud bo'lgan yangi Supero'tkazuvchi materiallardan foydalanish olimlarga ixcham va juda kuchli magnitlarni yaratish imkonini beradi. Olimlarning fikriga ko'ra, bu magnit maydonining katta kuchiga va zichligiga erishishga imkon beradi, bu ayniqsa plazma yopilishida muhim ahamiyatga ega. Yangi o'tkazuvchan materiallar tufayli reaktor, amerikalik tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, mavjud loyihalarga qaraganda ancha ixchamroq bo'ladi, xususan, yuqorida aytib o'tilgan ITER. Dastlabki hisob -kitoblarga ko'ra, ITER bilan bir xil kuchda yangi termoyadroviy reaktor diametrining yarmiga teng bo'ladi. Shu tufayli uning qurilishi arzonlashadi va osonlashadi.
Termoyadroviy reaktorning yangi loyihasining yana bir muhim xususiyati-bu zamonaviy tokamaklarning asosiy "sarflanadigan materiali" bo'lgan an'anaviy qattiq holatlar o'rnini bosadigan suyuq adyollardan foydalanish, chunki ular asosiy neytron oqimini qabul qiladi. uni issiqlik energiyasiga aylantiradi. Ma'lum qilinishicha, suyuqlikni mis qutilaridagi berilyum kassetalariga nisbatan almashtirish ancha oson va og'irligi 5 tonnagacha. Bu ITER xalqaro eksperimental termoyadroviy reaktorini loyihalashda ishlatiladigan berilyum kasetlari. Loyiha ustida ishlayotgan MITning etakchi tadqiqotchilaridan biri Brandon Sorbom 3 dan 1 gacha bo'lgan hududda yangi reaktorning yuqori samaradorligi haqida gapiradi. Shu bilan birga, o'z so'zlari bilan aytganda, rektor dizayni. kelajakda optimallashtirilishi mumkin, bu, ehtimol, ishlab chiqarilgan energiyaning sarf qilingan energiyaga 6 dan 1 gacha bo'lgan nisbatiga erishishga imkon beradi.
REBCO asosida o'tkaziladigan supero'tkazuvchi materiallar kuchli magnit maydonni ta'minlaydi, bu esa plazmani boshqarishni osonlashtiradi: maydon qanchalik kuchli bo'lsa, yadro va plazma hajmi shuncha kichik bo'ladi. Natijada kichik termoyadroviy reaktor zamonaviy katta hajmdagi energiyani ishlab chiqarishi mumkin bo'ladi. Shu bilan birga, ixcham agregatni qurish va keyin uni ishlatish osonroq bo'ladi.
Shuni tushunish kerakki, termoyadro reaktorining samaradorligi to'g'ridan -to'g'ri supero'tkazuvchi magnitlarning kuchiga bog'liq. Yangi magnitlar, shuningdek, halqa shaklidagi yadroli tokamaklarning mavjud tuzilmasida ham qo'llanilishi mumkin. Bundan tashqari, yana bir qator yangiliklarni kiritish mumkin. Ta'kidlash joizki, hozirda Frantsiyada, Marsel yaqinida qurilayotgan, qiymati 40 milliard dollarga yaqin bo'lgan katta eksperimental tokamak ITER supero'tkazgichlar sohasidagi yutuqlarni hisobga olmagan, aks holda bu reaktorning o'lchami yarmiga teng bo'lishi mumkin edi. yaratuvchilarga ancha arzonga tushdi va tezroq qurilgan bo'lardi. Biroq, ITER -ga yangi magnitlarni o'rnatish imkoniyati mavjud va bu kelajakda uning quvvatini sezilarli darajada oshirishi mumkin.
Magnit maydonining kuchi boshqariladigan termoyadroviy sintezda asosiy rol o'ynaydi. Bu kuchni birdaniga 16 marta ikki baravar oshirish termoyadroviy reaktsiyaning kuchini oshiradi. Afsuski, yangi REBCO supero'tkazgichlari magnit maydonining kuchini ikki baravar oshirishga qodir emas, lekin ular baribir termoyadroviy reaktsiyasi kuchini 10 barobar oshirishga qodir, bu ham ajoyib natijadir. Professor Dennis Uaytning so'zlariga ko'ra, taxminan 100 ming kishini elektr energiyasi bilan ta'minlay oladigan termoyadro reaktori taxminan 5 yil ichida qurilishi mumkin. Hozir bunga ishonish qiyin, lekin global isish jarayonini to'xtata oladigan energiyaning davriy yutug'i nisbatan tez sodir bo'lishi mumkin. Shu bilan birga, MIT bu safar 10 yil hazil emas, balki birinchi operativ tokamaklar paydo bo'lishining haqiqiy sanasi ekanligiga ishonadi.
