Магнетно затворена фузија
Магнетно затворена фузија (МЦФ) је приступ за генерисање термонуклеарне фузионе снаге која користи магнетна поља за ограничавање фузионог горива у облику плазме. Магнетно затварање је једна од две главне гране истраживања контролисане фузије, заједно са инерцијском затвореном фузијом.
Реакције фузије за реакторе обично комбинују лака атомска језгра деутеријума и трицијума да би се формирала алфа честица (језгро хелијума-4) и неутрон, где се енергија ослобађа у облику кинетичке енергије производа реакције. Да би се превазишло електростатичко одбијање између језгара, гориво мора имати температуру од стотине милиона степени, на којој се гориво у потпуности јонизује и постаје плазма. Поред тога, плазма мора бити довољне густине, а енергија мора остати у реакционом региону довољно времена, као што је наведено Лосоновим критеријумом (троструки производ). Висока температура фузионе плазме онемогућава употребу материјалних судова за директно задржавање. Фузија магнетног затварања покушава да искористи физику кретања наелектрисаних честица да задржи честице плазме применом јаких магнетних поља.
Токамаки и стеларатори су два водећа кандидата за МЦФ уређаје у данашње време. Истраживање коришћења различитих магнетних конфигурација за ограничавање фузионе плазме почело је 1950-их. Ране једноставне рефлективне и тороидне машине показале су разочаравајуће резултате ниске затворености. Након декласификације истраживања фузије од стране Сједињених Држава, Уједињеног Краљевства и Совјетског Савеза 1958. године, Институт Курчатов је 1968. известио о продору на тороидним уређајима, где је његов токамак показао температуру од 1 кило-електронволта (око 11,6 милиона степени Келвина) и неколико милисекунди времена затварања, а то је потврђено од стране гостујућег тима из лабораторије Калам користећи Томсонову технику расејања.[1][2] Од тада, токамаци су постали доминантна линија истраживања на глобалном нивоу са великим токамацима као што су ЈЕТ, ТФТР и ЈТ-60 који су конструисани и коришћени. Експеримент ИТЕР токамак у изградњи, који има за циљ да демонстрира научну преломну тачку, биће највећи МЦФ уређај на свету. Док су рани стеларатори са ниским ограничењем током 1950-их били засенчени почетним успехом токамака, поново су се појавила интересовања за стелараторе приписујући им инхерентну способност за стабилно стање и рад без сметњи, за разлику од токамака. Највећи светски експеримент са стеларатором, Венделстајн 7-X, почео је са радом 2015. године.
Тренутни рекорд снаге фузије коју генеришу МЦФ уређаји држи ЈЕТ. Године 1997, ЈЕТ је поставио рекорд од 16 мегавата прелазне снаге фузије са фактором појачања од Q = 0,62 и 4 мегавата стабилне снаге фузије са Q = 0,18 за 4 секунде.[3] У 2021, ЈЕТ је одржао Q = 0,33 током 5 секунди и произвео 59 мегаџула енергије, надмашивши рекордних 21,7 мегаџула објављених 1997. за око 4 секунде.[4]
Референце
уреди- ^ Пеацоцк, Н. Ј.; Робинсон, D. C.; Форрест, M. Ј.; Wилцоцк, П. D.; Санников, V. V. (новембар 1969). „Меасуремент оф тхе Елецтрон Температуре бy Тхомсон Сцаттеринг ин Токамак Т3”. Натуре (на језику: енглески). 224 (5218): 488—490. Бибцоде:1969Натур.224..488П. ИССН 0028-0836. С2ЦИД 4290094. дои:10.1038/224488а0.
- ^ Холлоwаy, Ницк (2019-11-22). „Миссион то Мосцоw: 50 yеарс он”. Цулхам Центре фор Фусион Енергy (на језику: енглески). Приступљено 2023-08-22.
- ^ Кеилхацкер, M; Гибсон, А; Гормезано, C; Ребут, П.Х (децембар 2001). „Тхе сциентифиц суццесс оф ЈЕТ”. Нуцлеар Фусион. 41 (12): 1925—1966. ИССН 0029-5515. С2ЦИД 250759123. дои:10.1088/0029-5515/41/12/217.
- ^ Гибнеy, Елизабетх (2022-02-09). „Нуцлеар-фусион реацтор смасхес енергy рецорд”. Натуре (на језику: енглески). 602 (7897): 371. Бибцоде:2022Натур.602..371Г. ПМИД 35140372. дои:10.1038/д41586-022-00391-1
.
