Nükleer Füzyonda Tarihsel Gelişim ve Gelecek Projeler

füzyonun kökenleri, ’ın füzyon reaksiyonlarından enerji alma olasılığını gösterdiği 1929’larda belirlenir. Bununla birlikte, füzyonun en önemli kavramları ve gerçek uygulaması, 1942’den beri H. Bethe, E. Fermi, ER Oppenheimer ve Teller’in çalışmaları ile geliştirilmiştir. Sherwood projesi, manyetik sınırlama konseptini geliştirmeye yardımcı olan ve ilk tasarımları veren ilk teknolojik gelişmeleri gösterdi: z-tutam ve yıldız manyetik aynaları.

1961’de J. Nuckolls (ABD) ve N. Basov (USSR), enerji transferinin neden olduğu nükleer füzyon reaksiyonlarında hugh sıkıştırma ile elde edilebilecek bir teknik geliştirdi. Gizli programlar ABD ve Rusya’da oldukça gelişmiştir. Daha sonra Fransa bu gizli gelişmeyi takip etti. Almanya, Japonya, İtalya ve ABD (Rochester) gibi diğer ülkeler açık programlar geliştirdi.

1965 yılında Artsimovich, TOKAMAK (Toroidal Kamera magnetik) kavramıyla ilgili “2. Kontrollü Füzyon ve Plazma Konferansı” sırasındaki araştırma sonuçlarını sundu.

Vista iç delisi JET TokamakTokamak kavramında, plazma manyetik alanını sınırlama ihtiyacı, toroidal bir alan, iki toroidal bobin tarafından oluşturulan bir poloidal alan ve bir dikey alanın (bir transformatör tarafından oluşturulan) kombinasyonunun sonucudur. Plazma, akımın kendisini ısıtmak için uyarıldığı bir transformatörün ikincil kısmı olarak işlev görür. Transformatör primerinde değişken akım yoğunluğu dolaşır.

1968’de Nobel N. Basov, Award, ateşleme sıcaklıkları ve nükleer füzyon reaksiyonlarında nötronların lazerler kullanılarak üretildiğini bildirdi . Bundan sonra, tokamak kavramı altında TFR (Fransa), T-4 ve T-11 (SSCB) ve Alcator Ormak (ABD) olarak inşaat ve işletme alanlarında birçok donanıma sahip olabilir. T-10 (SSCB), PLT (ABD), ETA (GB), ASEDX (RFA) ve Frascati’ye (EURATOM-İtalya) benzer bir şey yapılmaya başlandı.

70’lerde FCI (Ataletsel Sınırlandırma ile Nükleer Füzyon) ile ilgili ilk dizi yayınlara başladı. ABD’de, baş araştırmacılar Brueckner, Nuckolls ve Clark Kidder idi. Rusya’da, Basov ve ekibi en ileri deneyi gösterdiler ve CD2’nin yaklaşık 3 milyon nötron patlama alanına ulaştılar.

Bu konsepte dayanarak, nükleer füzyon konusunda lazerli araştırmalar yapan birçok tesis var. Onlardan şunu vurgulayabiliriz: NOVA (40 kJ, EUUU), OMEGA (30 kJ), GEKKO-XII (10 kJ, Japonya), Phebus (3 kJ, Fransa), VOLCANO (İngiltere), ISKRA-5 (Rusya).

Bu lazer tesisleri geliştirildikten sonra, iki büyük proje yüksek kar gösterdi: ABD’deki Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF) ve Fransa’daki Lazer megajule (LMJ).

Ancak, patlamalar üretebilen tek cihaz lazer değildir. Tatelektronlar ve hafif ve ağır iyonların ışınları, atalet sınırlaması nükleer füzyonu için önemli adaylardır. Aşağıdaki ışık iyonlarıyla doğar: ANGARA ve PROTO (Rusya), PBFA PBFA-I ve II (ABD).

Deneylerin yokluğunda bulunan ağır iyonlar, bazı Avrupa laboratuvarları ve enstitüleri ve Lawrence Berkeley tarafından desteklenen HIDIF Projesi’nde (Ağır İyon Ateşleme Tesisi Tasarımı) olduğu gibi teorik simülasyonlarla kesin tahminler yapmış olsalar da, doğru sonuçlar elde edememiştir. Amerikan Laboratuvarı.

90’lı yıllarda JET (EURATOM), TFTR (ABD) ve JT-60 (Japonya) gibi TOKAMAK tesisleri bir miktar güç vermiştir. İlki, 1991’de 1,7 MW’lık bir güçle elde edilen D (% 90) ve T (% 10) karışımı ile JET’ti. Daha sonra, 1993 yılında,% 50’lik bir TFTR karışımı ile,% 50, 30 keV sıcaklığa ulaşan 6 MW’a ulaştı. 29 MW’lık ısıtma harcandı. Günümüzde, TFTR kapalıdır. Şu andan itibaren, bir saniyeden daha uzun süre kontrol altında tutulan nükleer füzyon reaksiyonlarında 12 MW’a kadar üretim yaptılar (JET, 1997) ve kesinlikle mevcut teknolojik gelişmeler yüzlerce MW’lık ticari alana ulaşacak.

İspanya’daki FCM’de (Nükleer Manyetik Sınırlandırma Füzyonu) yapılan deneysel araştırma, 1983’ten beri ilk nükleer füzyon makinesi olan TJ-I Tokamak’ı işleten CIEMAT’ta (Enerji, Çevre ve Teknoloji Merkezi) yoğunlaşmıştır.

Bu andan itibaren, araştırma sürekli ilerlemiştir. 1994 yılında tamamen İspanya’da kurulan nükleer füzyondaki ilk cihaz sunuldu: Stellerator TJ-I yükseltme, 1999’da TJ-II operasyonuna girmek üzere Kiel Üniversitesi’ne verildi.

TJ-II, Münih’teki Max Planck Enstitüsü ve Japon LHD Nagoya Üniversitesi ile Alman Wendelstein 7-AS ile dünyadaki en gelişmiş üç stelleratörden biri olarak kabul edilen önceki deneylerden büyük bir bilimsel sıçramaydı.

Taslak nükleer manyetik hapsi füzyonu: ITER

En gelişmiş nükleer Manyetik Sınırlandırma Füzyon projesi ITER , Tokamak kavramına dayanan Uluslararası Thermonuclear Deneysel Reaktör prototipidir ve tutuşmaya ulaşması beklenir. JET’te elde edilen iyi sonuçların ardından 1990 yılında reaktörle daha yüksek erime tesisi olan programı sürdürdüler ve yardımcı tesislerini elektrik üretmeden kanıtladılar . Bu projede Avrupa Birliği, Kanada, ABD, Japonya ve Rusya aktif katılımcılardı.

Imagen futurista del proyecto nükleer ITER araştırmasıITER nükleer füzyon araştırma projesinin fütüristik görüntüsü

Amaç, nükleer manyetik füzyonun elektrik üretmek için teknik ve ekonomik fizibilitesini belirlemenin yanı sıra, ticari bir gösteri tesisi aşaması inşa etmenin ön şartını bulmaktır.

ITER, 10 yıl ve en az 20 IP olarak tahmin edilen bir yapıya sahip bir teknoloji projesidir. Yapılması ve sonraki işletim ve bakım için kullanılan teknolojiler arasında robotik, süper iletkenlik, mikrodalga, hızlandırıcılar ve kontrol sistemleri bulunur.

ITER makine üretmek olmaz elektrik ve sorunlara bazı çözümler uygulanabilir füzyon reaktörleri yapmak için çözülmesi gerekir. Bu iddialı araştırma projesi 2050 yılında bitecek.

İnşaat yatırımlarının yaklaşık olarak 5.000 milyon Euro olarak tahmin ediliyor. İşletme maliyeti 5,300 milyon avroya, işletmeden çıkarma 430 milyon avroya ulaşacak. Yer ülkesi (Fransa), alan hazırlığının ve binanın inşaatının maliyetini üstlenmelidir.

Yorum Yap