Hal -hazırda, idarə olunan termonüvə birləşməsi çox vaxt klassik nüvə elektrik stansiyalarının və hətta fosil yanacaqların əvəzi olaraq proqnozlaşdırılır, lakin bu istiqamətdə bir sıra ciddi uğurlara baxmayaraq, hələ də bir termonüvə reaktorunun işləyən bir prototipi nümayiş etdirilməmişdir. Fransada (AB, Rusiya, Çin, Hindistan və Koreya Respublikası) ilk beynəlxalq termonüvə nüvə reaktorunun tikintisi hələ layihənin ilkin mərhələsindədir. Eyni zamanda, Amerika şirkəti Lockheed Martin və Massachusetts Texnologiya İnstitutunu (MIT) təmsil edən tədqiqatçılar qrupu səmərəli termoyadro reaktorunun hazırlanması üzərində işləyir. 2015 -ci ilin avqust ayında kifayət qədər yığcam bir tokamakın yeni bir layihəsinin hazırlandığını elan edən MIT mütəxəssisləri idi.
Tokamak, maqnit bobinləri olan toroidal bir otaq deməkdir. Bu, idarə olunan termoyadro birləşməsinin axını üçün lazım olan şərtləri əldə etmək üçün plazma ehtiva etmək üçün hazırlanmış torus şəkilli bir cihazdır. Tokamak ideyasının özü sovet fiziklərinə məxsusdur. Sənaye məqsədləri üçün idarə olunan termonüvə birləşməsinin istifadəsi təklifi, həmçinin elektrik sahəsi ilə yüksək temperaturlu plazmanın istilik izolyasiyasından istifadə edən xüsusi bir sxem ilk dəfə 1950-ci ilin ortalarında yazdığı əsərində fizik O. A. Lavrentyev tərəfindən hazırlanmışdır. Təəssüf ki, bu əsər 1970 -ci illərə qədər "unuduldu". Tokamak termini, akademik Kurçatovun tələbəsi İ. N. Golovin tərəfindən icad edilmişdir. Hazırda ITER beynəlxalq elmi layihəsi çərçivəsində yaradılan tokamak reaktorudur.
Fransada ITER füzyon reaktorunun yaradılması üzərində işlər olduqca yavaş gedir, Massachusetts Texnologiya İnstitutundan olan amerikalı mühəndislər kompakt bir qaynaşma reaktoru üçün yeni bir dizayn təklifi ilə çıxış etdilər. Belə reaktorların yalnız 10 il ərzində kommersiya istismarına verilə biləcəyini söylədilər. Eyni zamanda, nəhəng istehsal gücü və tükənməz hidrogen yanacağı olan termonüvə enerjisi mühəndisliyi onilliklər ərzində yalnız bir xəyal və bir sıra bahalı laboratoriya təcrübələri və təcrübələri olaraq qaldı. İllər keçdikcə fiziklərin belə bir zarafatı vardı: "Termonüvə birləşməsinin praktik tətbiqi 30 ildən sonra başlayacaq və bu müddət heç vaxt dəyişməyəcək". Buna baxmayaraq, Massachusetts Texnologiya İnstitutu hesab edir ki, enerjidə çoxdan gözlənilən irəliləyiş yalnız 10 il ərzində baş verəcək.
MIT mühəndislərinin güvəni, mövcud super keçirici maqnitlərdən xeyli kiçik və daha güclü olacağını vəd edən bir maqnit yaratmaq üçün yeni super keçirici materialların istifadəsinə əsaslanır. MIT Plazma və Füzyon Mərkəzinin direktoru, professor Dennis Uaytın dediyinə görə, nadir torpaq barium mis oksidi (REBCO) əsasında kommersiyada satılan yeni super keçirici materialların istifadəsi elm adamlarına kompakt və çox güclü maqnitlər hazırlamağa imkan verəcək. Alimlərin fikrincə, bu, daha çox gücə və maqnit sahəsinin sıxlığına nail olmağa imkan verəcək ki, bu da plazma həbsləri üçün xüsusilə vacibdir. Amerikalı tədqiqatçıların fikrincə, yeni super keçirici materiallar sayəsində reaktor, hazırda mövcud olan layihələrdən, xüsusən də artıq qeyd olunan ITER -dən daha kompakt hala gətirilə biləcək. İlkin hesablamalara görə, ITER ilə eyni gücdə yeni qaynaşma reaktorunun diametri yarısı olacaq. Bunun sayəsində tikintisi daha ucuz və asan olacaq.
Termonüvə reaktorunun yeni bir layihəsindəki digər bir əsas xüsusiyyət, bütün müasir tokamaklarda əsas "istehlak materialı" olan ənənəvi bərk vəziyyətdə olanları əvəz etməli olan maye ədyalların istifadəsidir, çünki onlar əsas neytron axını qəbul edir. istilik enerjisinə çevrilir. Məlumdur ki, kifayət qədər kütləvi və təxminən 5 ton ağırlığında olan mis qutulardakı mayenin berilyum kasetlərdən daha asan dəyişdirilməsi mümkündür. Beynəlxalq eksperimental termonüvə reaktoru ITER -in dizaynında istifadə ediləcək berilyum kasetlərdir. Layihə üzərində işləyən MİT -in aparıcı tədqiqatçılarından Brandon Sorbom, yeni reaktorun 3 -dən 1 -ə qədər olan yüksək səmərəliliyindən bəhs edir. Eyni zamanda, öz sözləri ilə desək, rektorun dizaynı. Gələcəkdə optimallaşdırıla bilər ki, bu da istehsal olunan enerjinin xərclənən enerjiyə nisbətini 6 ilə 1 səviyyəsində əldə etməyə imkan verəcək.
REBCO -ya əsaslanan super keçirici materiallar, daha güclü bir maqnit sahəsi təmin edəcək və plazmanın idarə olunmasını asanlaşdıracaq: sahə nə qədər güclü olsa, nüvə və plazma həcmi o qədər kiçik olar. Nəticə kiçik bir qaynaşma reaktorunun müasir böyük bir enerji ilə eyni miqdarda enerji istehsal etməsidir. Eyni zamanda, kompakt bir qurğu qurmaq və sonra onu idarə etmək daha asan olacaq.
Bir termonüvə reaktorunun səmərəliliyinin birbaşa super keçirici maqnitlərin gücündən asılı olduğu başa düşülməlidir. Yeni maqnitlər, çörək formalı nüvəsi olan tokamakların mövcud quruluşunda da istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, bir sıra digər yeniliklər də mümkündür. Qeyd etmək lazımdır ki, hazırda Fransada, Marsel yaxınlığında, təxminən 40 milyard dollar dəyərində inşa edilən böyük eksperimental tokamak ITER, super keçiricilər sahəsindəki irəliləyişi nəzərə almırdı, əks halda bu reaktor yarı ölçüdə ola bilərdi. yaradıcılara daha ucuz başa gəldi və daha sürətli tikiləcəkdi. Bununla birlikdə, ITER -ə yeni maqnit quraşdırmaq imkanı var və bu, gələcəkdə gücünü əhəmiyyətli dərəcədə artıra biləcək.
Maqnit sahəsinin gücü idarə olunan termoyadro birləşməsində əsas rol oynayır. Bu gücü bir anda 16 dəfə ikiqat artırmaq, birləşmə reaksiyasının gücünü artırır. Təəssüf ki, yeni REBCO super keçiriciləri maqnit sahəsinin gücünü ikiqat artıra bilmir, amma yenə də qaynaşma reaksiyasının gücünü 10 dəfə artıra bilirlər ki, bu da əla nəticədir. Professor Dennis Uaytın sözlərinə görə, təxminən 100 min insanı elektrik enerjisi ilə təmin edə biləcək termonüvə reaktoru təxminən 5 il ərzində inşa edilə bilər. İndi buna inanmaq çətindir, amma qlobal istiləşmə prosesini dayandıra biləcək enerjidə dövr edən bir irəliləyiş bu gün nisbətən tez baş verə bilər. Eyni zamanda, MIT əmindir ki, bu il 10 il zarafat deyil, ilk əməliyyat tokamaklarının ortaya çıxması üçün əsl tarixdir.
