Өнөөдөр олон улс термоядролын судалгаанд оролцож байна. Европын холбоо, АНУ, Орос, Япон тэргүүлж байгаа бол Хятад, Бразил, Канад, Солонгосын хөтөлбөрүүд хурдацтай хөгжиж байна. Эхлээд АНУ, ЗХУ-ын хайлуулах реакторууд нь цөмийн зэвсгийн хөгжилтэй холбоотой байсан бөгөөд 1958 онд Женевт болсон Энх тайвны төлөөх атомын бага хурал хүртэл нууцлагдсан хэвээр байв. ЗХУ-ын токамак байгуулагдсаны дараа 1970-аад онд цөмийн хайлуулах судалгаа нь "том шинжлэх ухаан" болсон. Гэвч төхөөрөмжүүдийн өртөг болон нарийн төвөгтэй байдал нь олон улсын хамтын ажиллагаа урагшлах цорын ганц арга зам болтлоо нэмэгджээ.
Дэлхий дээрх хайлуулах реакторууд
1970-аад оноос хойш хайлуулах энергийн арилжааны хэрэглээ байнга 40 жилээр хойшлогдсон. Гэсэн хэдий ч сүүлийн жилүүдэд энэ хугацааг богиносгож болох олон зүйл болсон.
Европын JET, Британийн MAST болон АНУ-ын Принстон дахь туршилтын хайлуулах реактор TFTR зэрэг хэд хэдэн токамак баригдсан. Францын Кадараш хотод олон улсын ITER төсөл одоогоор баригдаж байна. Энэ нь хамгийн том нь болнотокамак 2020 онд ажиллаж эхлэхэд. 2030 онд Хятадад CFETR баригдах бөгөөд энэ нь ITER-ийг давах болно. Энэ хооронд БНХАУ-аас EAST туршилтын хэт дамжуулагч токамак дээр судалгаа хийж байна.
Өөр төрлийн хайлуулах реакторууд болох одны реакторууд нь судлаачдын дунд түгээмэл байдаг. Хамгийн том хүмүүсийн нэг болох LHD нь 1998 онд Японы үндэсний Fusion хүрээлэнд ажиллаж эхэлсэн. Энэ нь хамгийн сайн соронзон плазмын хоригийн тохиргоог олоход хэрэглэгддэг. Германы Макс Планкийн хүрээлэнгээс 1988-2002 оны хооронд Гарчин дахь Wendelstein 7-AS реактор, одоогоор 19 гаруй жил баригдаж байгаа Wendelstein 7-X реактор дээр судалгаа хийжээ. Өөр нэг TJII стларатор Испанийн Мадрид хотод ажиллаж байна. АНУ-д энэ төрлийн анхны хайлуулах реакторыг 1951 онд барьсан Принстоны Плазмын Физик Лаборатори (PPPL) зардал хэтэрсэн, санхүүжилтгүйн улмаас 2008 онд NCSX-ийн барилгын ажлыг зогсоосон.
Үүнээс гадна инерцийн термоядролын нэгдлийн судалгаанд ихээхэн ахиц дэвшил гарсан. Ливерморын үндэсний лабораторид (LLNL) 7 тэрбум ам.долларын өртөгтэй Үндэсний гал асаах байгууламжийн (NIF) барилгын ажлыг 2009 оны 3-р сард Цөмийн аюулгүй байдлын үндэсний газрын санхүүжилтээр дуусгасан. Францын лазерын мегажул (LMJ) 2014 оны 10-р сард ашиглалтад орсон. Цөмийн хайлуулах реакторууд нь цөмийн хайлуулах урвалыг эхлүүлэхийн тулд хэдхэн миллиметр хэмжээтэй бай руу секундын хэдэн тэрбумын дотор лазераар дамжуулдаг 2 сая жоуль гэрлийн энергийг ашигладаг. NIF болон LMJ-ийн үндсэн ажилүндэсний цэргийн цөмийн хөтөлбөрүүдийг дэмжих судалгаа юм.
ITER
1985 онд Зөвлөлт Холбоот Улс дараагийн үеийн токамакийг Европ, Япон, АНУ-тай хамтран барих санал тавьсан. Уг ажлыг ОУАЭХА-ийн ивээл дор хийсэн. 1988-1990 оны хооронд олон улсын термоядролын туршилтын реакторын анхны загварууд нь латинаар "зам" эсвэл "аялал" гэсэн утгатай ITER нь хайлмал нь шингээхээс илүү их энерги гаргаж чадна гэдгийг батлах зорилгоор бүтээгдсэн. Канад, Казахстан улсууд мөн Евратом болон ОХУ-ын зуучлалаар оролцов.
6 жилийн дараа ITER-ийн зөвлөл 6 тэрбум долларын өртөг бүхий физик, технологид суурилсан анхны нэгдсэн реакторын төслийг баталлаа. Дараа нь АНУ консорциумаас гарсан нь зардлыг хоёр дахин бууруулж, төслийг өөрчлөхөд хүргэв. Үр дүн нь 3 тэрбум долларын өртөгтэй ITER-FEAT болсон ч бие даан хариу үйлдэл үзүүлэх, эрчим хүчний эерэг тэнцвэрийг хангах боломжийг олгосон.
2003 онд АНУ консорциумд дахин нэгдэж, Хятад улс оролцох хүсэлтэй байгаагаа зарлав. Үүний үр дүнд 2005 оны дундуур түншүүд Францын өмнөд хэсэгт орших Кадараш хотод ITER-ийг барихаар тохиролцов. ЕХ болон Франц 12.8 тэрбум еврогийн тал хувийг оруулсан бол Япон, Хятад, Өмнөд Солонгос, АНУ, Орос тус бүр 10%-ийг оруулсан байна. Япон улс өндөр технологийн эд ангиудыг нийлүүлж, материалын туршилт хийх 1 тэрбум еврогийн IFMIF байгууламжийг зохион байгуулж, дараагийн туршилтын реакторыг барих эрхтэй болсон. ITER-ийн нийт зардалд 10 жилийн зардлын тал хувийг багтаасан болнобарилгын болон хагас - 20 жилийн үйл ажиллагааны хувьд. Энэтхэг улс 2005 оны сүүлээр ITER-ийн долоо дахь гишүүн болсон
Соронзон идэвхжихээс зайлсхийхийн тулд устөрөгч ашиглан туршилтыг 2018 онд эхлүүлэх хэрэгтэй. D-T плазмын хэрэглээ 2026 оноос өмнө хүлээгдээгүй байна
ITER-ийн зорилго бол цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхгүйгээр 50 МВт-аас бага орцын хүчийг ашиглан 500 МВт (хамгийн багадаа 400 секунд) үйлдвэрлэх явдал юм.
2 гигаваттын демо цахилгаан станц нь байнгын томоохон хэмжээний эрчим хүч үйлдвэрлэх болно. Демо загварын концепцийн зураг төслийг 2017 он гэхэд дуусгаж, барилгын ажил 2024 онд эхэлнэ. 2033 онд хөөргөх болно.
JET
1978 онд ЕХ (Евратом, Швед, Швейцарь) Их Британид Европын хамтарсан JET төслийг эхлүүлсэн. JET бол өнөөдөр дэлхийн хамгийн том үйл ажиллагаа явуулж буй токамак юм. Үүнтэй төстэй JT-60 реактор нь Японы үндэсний Fusion Fusion хүрээлэнд ажилладаг боловч зөвхөн JET л дейтерий-тритиум түлш ашиглах боломжтой.
Реакторыг 1983 онд эхлүүлсэн бөгөөд 1991 оны 11-р сард 16 МВт чадалтай нэг секундын турш хяналттай термоядролын хайлуулж, дейтерий-тритиумын плазм дээр 5 МВт тогтвортой чадалтай болсон анхны туршилт болсон. Төрөл бүрийн халаалтын схем болон бусад техникийг судлахын тулд олон туршилт хийсэн.
JET-ийн цаашдын сайжруулалт нь түүний хүчийг нэмэгдүүлэх явдал юм. MAST компакт реакторыг JET-тэй хамтран боловсруулж байгаа бөгөөд ITER төслийн нэг хэсэг юм.
K-STAR
K-STAR нь 2008 оны дундуур анхны плазмаа үйлдвэрлэсэн Дэжон дахь Үндэсний Fusion Судалгааны Хүрээлэнгийн (NFRI) Солонгосын супер дамжуулагч токамак юм. Энэ нь олон улсын хамтын ажиллагааны үр дүн болсон ITER-ийн туршилтын төсөл юм. 1.8 м радиустай токамак нь ITER-д ашиглахаар төлөвлөж байгаатай ижил Nb3Sn хэт дамжуулагч соронзыг ашигласан анхны реактор юм. 2012 он гэхэд дуусгавар болсон эхний үе шатанд K-STAR нь үндсэн технологиудын амьдрах чадварыг нотолж, 20 секунд хүртэлх хугацаанд плазмын импульс гаргах ёстой байв. Хоёр дахь шатанд (2013–2017) H горимд 300 секунд хүртэлх урт импульсийг судалж, өндөр хүчин чадалтай AT горимд шилжихээр сайжруулж байна. Гурав дахь үе шатны (2018-2023) зорилго нь тасралтгүй импульсийн горимд өндөр гүйцэтгэл, үр ашигтай ажиллах явдал юм. 4-р шатанд (2023-2025 он) DEMO технологийг туршина. Энэ төхөөрөмж нь тритиум хэрэглэх чадваргүй бөгөөд D-T түлш хэрэглэдэггүй.
K-DEMO
АНУ-ын Эрчим хүчний яамны Принстоны плазмын физикийн лаборатори (PPPL) болон Өмнөд Солонгосын NFRI-тай хамтран бүтээсэн K-DEMO нь ITER-ийн дараа арилжааны реактор хөгжүүлэх дараагийн алхам болох бөгөөд анхны цахилгаан станц байх болно. хэдэн долоо хоногийн дотор 1 сая кВт цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх чадвартай. Түүний диаметр нь 6.65 м байх бөгөөд DEMO төслийн хүрээнд бүтээгдэж буй нөхөн үржихүйн бүсийн модультай болно. Солонгосын Боловсрол, шинжлэх ухаан, технологийн яамүүнд ойролцоогоор 1 их наяд вон (941 сая доллар) хөрөнгө оруулалт хийхээр төлөвлөж байна.
ЗҮҮН
Хэфэй дэх Хятадын Физикийн хүрээлэнгийн Хятадын туршилтын дэвшилтэт хэт дамжуулагч Токамак (Зүүн) устөрөгчийн плазмыг 50 сая °C температурт үүсгэж, 102 секундын турш барьжээ.
TFTR
Америкийн PPPL лабораторид TFTR туршилтын термоядролын реактор 1982-1997 онд ажиллаж байсан. 1993 оны 12-р сард TFTR нь дейтерий-тритиумын плазмтай өргөн хүрээтэй туршилт хийсэн анхны соронзон токамак болсон. Дараа жил нь уг реактор нь 10.7 МВт-ын удирдлагатай эрчим хүч үйлдвэрлэж, 1995 онд ионжуулсан хийн температурын дээд амжилтыг 510 сая °C-д хүргэсэн байна. Гэсэн хэдий ч уг байгууламж нь хайлуулах эрчим хүчийг эвдэх зорилгодоо хүрч чадаагүй ч техник хангамжийн дизайны зорилтуудыг амжилттай биелүүлж, ITER-ийн хөгжилд чухал хувь нэмэр оруулсан.
LHD
LHD нь Гифу мужийн Токи дахь Японы үндэсний Fusion Fusion хүрээлэнгийн дэлхийн хамгийн том од байв. Хайлуулах реакторыг 1998 онд эхлүүлсэн бөгөөд бусад томоохон байгууламжуудтай харьцуулахуйц плазмын хордлогын чанарыг харуулсан. Ионы температур 13.5 кВ (ойролцоогоор 160 сая °C) ба 1.44 MJ энергид хүрэв.
Wendelstein 7-X
2015 оны сүүлээр эхэлсэн туршилтын жилийн дараа гелийн температур богино хугацаанд 1 сая °C хүрчээ. 2016 онд устөрөгчтэй хайлуулах реактор2 МВт эрчим хүч ашиглан плазм секундын дөрөвний нэгийн дотор 80 сая хэмд хүрчээ. W7-X нь дэлхийн хамгийн том од бөгөөд 30 минутын турш тасралтгүй ажиллахаар төлөвлөж байна. Реакторын өртөг 1 тэрбум евро болсон.
NIF
Ливерморын үндэсний лабораторид (LLNL) Үндэсний гал асаах байгууламжийг (NIF) 2009 оны 3-р сард барьж дуусгасан. NIF нь 192 лазерын цацрагийг ашиглан өмнөх лазерын системээс 60 дахин их энерги төвлөрүүлэх чадвартай.
Хүйтэн хайлуулах
1989 оны 3-р сард Америкийн Стэнли Понс, Британийн Мартин Флейшман гэсэн хоёр судлаач өрөөний температурт ажилладаг энгийн ширээний хүйтэн хайлуулах реакторыг хөөргөснөө зарлав. Уг процесс нь палладийн электродуудыг ашиглан хүнд усыг электролиз болгохоос бүрдсэн бөгөөд үүн дээр дейтерийн цөмүүд өндөр нягтралтайгаар төвлөрч байв. Судлаачдын үзэж байгаагаар дулааныг зөвхөн цөмийн процессоор тайлбарлах боломжтой, мөн гелий, тритий, нейтрон зэрэг хайлуулж буй дайвар бүтээгдэхүүнүүд байдаг. Гэсэн хэдий ч бусад туршилтчид энэ туршлагыг давтаж чадаагүй юм. Шинжлэх ухааны нийгэмлэгийн ихэнх нь хүйтэн хайлуулах реакторыг бодит гэдэгт итгэдэггүй.
Бага энергитэй цөмийн урвал
"Хүйтэн хайлмал" гэсэн мэдэгдлүүдийн дагуу эхлүүлсэн бага энергитэй цөмийн урвалын чиглэлээр хийсэн судалгаа нь зарим эмпирик дэмжлэгтэйгээр үргэлжилсээр ирсэн боловчнийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн шинжлэх ухааны тайлбар биш. Нейтрон үүсгэх, барихад цөмийн сул харилцан үйлчлэлийг ашигладаг бололтой (цөмийн хуваагдал, хайлмал гэх мэт хүчирхэг хүч биш). Туршилтанд катализаторын давхаргаар устөрөгч эсвэл дейтери нэвчих, металлтай урвалд орох зэрэг орно. Эрдэмтэд эрчим хүчний ялгаралт ажиглагдаж байгааг мэдээлж байна. Практикийн гол жишээ бол устөрөгчийн никель нунтагтай харилцан үйлчлэлцэж дулаан ялгаруулах явдал бөгөөд түүний хэмжээ нь ямар ч химийн урвалын өгч чадах хэмжээнээс их байна.
