Сила термоядерного синтеза

Производство электроэнергии посредством ядерного синтеза

Эксперимент по магнитному синтезу Joint European Torus (JET) в 1991 году.

Энергия термоядерного синтеза — это предлагаемая форма производства электроэнергии , которая будет генерировать электроэнергию за счет использования тепла реакций ядерного синтеза . В процессе термоядерного синтеза два более легких атомных ядра объединяются, образуя более тяжелое ядро, выделяя при этом энергию. Устройства, предназначенные для использования этой энергии, известны как термоядерные реакторы. Исследования термоядерных реакторов начались в 1940-х годах, но по состоянию на 2024 год ни одно устройство не достигло полезной мощности, хотя чистые положительные реакции были достигнуты. ^{[1] [2] [3] [4]}

Процессы термоядерного синтеза требуют топлива и замкнутой среды с достаточной температурой , давлением и временем удержания для создания плазмы , в которой может происходить термоядерный синтез. Комбинация этих цифр, приводящая к созданию системы производства энергии, известна как критерий Лоусона . В звездах наиболее распространенным топливом является водород , а гравитация обеспечивает чрезвычайно длительное время удержания, которое достигает условий, необходимых для производства термоядерной энергии. В предлагаемых термоядерных реакторах обычно используются тяжелые изотопы водорода , такие как дейтерий и тритий (и особенно их смесь ), которые реагируют легче, чем протий (наиболее распространенный изотоп водорода), что позволяет им достичь требований критерия Лоусона в менее экстремальных условиях. . Большинство проектов направлено на нагрев топлива примерно до 100 миллионов Кельвинов, что представляет собой серьезную проблему для создания успешной конструкции.

Как источник энергии, ядерный синтез имеет ряд потенциальных преимуществ по сравнению с делением . К ним относятся снижение радиоактивности при эксплуатации, небольшое количество высокоактивных ядерных отходов , достаточные запасы топлива и повышенная безопасность. Однако оказалось, что необходимое сочетание температуры, давления и продолжительности обеспечить практическим и экономичным способом. Вторая проблема, влияющая на распространенные реакции, — это управление нейтронами , выделяющимися во время реакции, которые со временем разрушают многие распространенные материалы, используемые в реакционной камере.

Исследователи термоядерного синтеза исследовали различные концепции удержания. Вначале акцент был сделан на трёх основных системах: z-пинче , стеллараторе и магнитном зеркале . В настоящее время ведущими разработками являются токамак и инерционное удержание (ICF) с помощью лазера . Обе конструкции находятся в стадии исследования в очень больших масштабах, в первую очередь токамак ИТЭР во Франции и лазер Национальной установки зажигания (NIF) в США. Исследователи также изучают другие конструкции, которые могут предложить менее дорогостоящие подходы. Среди этих альтернатив растет интерес к синтезу намагниченных мишеней и инерционному электростатическому удержанию , а также к новым вариантам стелларатора.

Фон

Солнце , как и другие звезды , является естественным термоядерным реактором, где звездный нуклеосинтез преобразует более легкие элементы в более тяжелые с выделением энергии.

Энергия связи различных атомных ядер . Железо-56 имеет самый высокий показатель, что делает его наиболее стабильным. Ядра слева, вероятно, высвободят энергию при слиянии ( слиянии ); Крайние правые, вероятно, нестабильны и выделяют энергию при расщеплении ( деление ).

Механизм

Реакции синтеза происходят, когда два или более атомных ядра сближаются настолько близко, что ядерная сила , стягивающая их вместе, превышает электростатическую силу , раздвигающую их, превращая их в более тяжелые ядра. Для ядер тяжелее железа-56 реакция эндотермическая и требует затрат энергии. ^[5] Тяжелые ядра крупнее железа содержат гораздо больше протонов, что приводит к большей силе отталкивания. Для ядер более легких, чем железо-56, реакция экзотермическая , при слиянии которых выделяется энергия. Поскольку водород имеет в ядре один протон , для термоядерного синтеза требуется наименьшее усилие, и он дает наибольший выход чистой энергии. Кроме того, поскольку у него один электрон, водород является топливом, которое легче всего полностью ионизировать.

Отталкивающее электростатическое взаимодействие между ядрами действует на больших расстояниях, чем сильное взаимодействие, диапазон которого составляет примерно один фемтометр — диаметр протона или нейтрона. Атомам топлива должно быть предоставлено достаточно кинетической энергии, чтобы приблизиться друг к другу достаточно близко, чтобы сильная сила могла преодолеть электростатическое отталкивание и начать термоядерный синтез. « Кулоновский барьер » — это количество кинетической энергии , необходимое для перемещения атомов топлива достаточно близко. Атомы можно нагреть до чрезвычайно высоких температур или ускорить в ускорителе частиц для получения этой энергии.

Атом теряет свои электроны, когда он нагревается выше своей энергии ионизации . Ион — это название образовавшегося голого ядра. Результатом этой ионизации является плазма, представляющая собой нагретое облако ионов и свободных электронов, ранее связанных с ними. Плазма является электропроводной и магнитоуправляемой, поскольку заряды разделены. Это используется несколькими термоядерными устройствами для удержания горячих частиц.

Поперечное сечение

Скорость реакции синтеза быстро увеличивается с температурой, пока не достигнет максимума, а затем постепенно упадет. Пик скорости синтеза дейтерия-трития (DT) приходится на более низкую температуру (около 70 кэВ, или 800 миллионов кельвинов) и более высокое значение, чем в других реакциях, обычно рассматриваемых для энергии термоядерного синтеза.

Сечение реакции , обозначаемое σ, измеряет вероятность того, что произойдет реакция синтеза. Это зависит от относительной скорости двух ядер. Более высокие относительные скорости обычно увеличивают вероятность, но вероятность снова начинает уменьшаться при очень высоких энергиях. ^[6]

В плазме скорость частиц можно охарактеризовать с помощью распределения вероятностей . Если плазма термализована , распределение выглядит как кривая Гаусса или распределение Максвелла-Больцмана . В этом случае полезно использовать среднее сечение частицы по распределению скоростей. Это вводится в объемную скорость плавления: ^[7]

${\displaystyle P_{\text{fusion}}=n_{A}n_{B}\langle \sigma v_{A,B}\rangle E_{\text{fusion}}}$

где:

• ${\displaystyle P_{\text{fusion}}}$это энергия, полученная в результате термоядерного синтеза, за время и объем
• n - плотность частиц вида A или B в объеме.
• ${\displaystyle \langle \sigma v_{A,B}\rangle }$- сечение этой реакции, среднее по всем скоростям двух видов v
• ${\displaystyle E_{\text{fusion}}}$это энергия, выделяемая в результате этой реакции синтеза.

Критерий Лоусона

Критерий Лоусона учитывает энергетический баланс между энергией, вырабатываемой в реакциях термоядерного синтеза, и энергией, теряемой в окружающую среду. Чтобы генерировать полезную энергию, система должна производить больше энергии, чем она теряет. Лоусон предположил энергетический баланс , показанный ниже. ^[7]

${\displaystyle P_{\text{out}}=\eta _{\text{capture}}\left(P_{\text{fusion}}-P_{\text{conduction}}-P_{\text{radiation}}\right)}$

где:

• ${\displaystyle P_{\text{out}}}$чистая мощность термоядерного синтеза
• ${\displaystyle \eta _{\text{capture}}}$- эффективность улавливания результатов термоядерного синтеза
• ${\displaystyle P_{\text{fusion}}}$- скорость энергии, выделяемой в реакциях синтеза
• ${\displaystyle P_{\text{conduction}}}$потери проводимости при выходе энергетической массы из плазмы
• ${\displaystyle P_{\text{radiation}}}$— потери на излучение, когда энергия уходит в виде света.

Скорость синтеза и, следовательно, P- _{синтеза} зависит от температуры и плотности плазмы. Плазма теряет энергию за счет проводимости и излучения . ^[7] Проводимость возникает, когда ионы , электроны или нейтралы воздействуют на другие вещества, обычно на поверхность устройства, и передают часть своей кинетической энергии другим атомам. Скорость проводимости также зависит от температуры и плотности. Радиация — это энергия, которая оставляет облако в виде света. Излучение также увеличивается с ростом температуры и массы ионов. Системы термоядерной энергетики должны работать в регионе, где скорость термоядерного синтеза превышает потери.

Тройное произведение: плотность, температура, время.

Улавливание термоядерного синтеза (слева) в зависимости от температуры (внизу) для различных подходов к термоядерному синтезу по состоянию на 2021 год, предполагая топливо DT ^{[8] [ необходимы разъяснения ]}

Критерий Лоусона утверждает, что машина, содержащая термализованную и квазинейтральную плазму , должна генерировать достаточно энергии, чтобы преодолеть потери энергии. Количество энергии, выделяемой в данном объеме, является функцией температуры и, следовательно, скорости реакции в расчете на одну частицу, плотности частиц в этом объеме и, наконец, времени удержания, времени, в течение которого энергия остается внутри. громкость. ^{[7] [9]} Это известно как «тройной продукт»: плотность плазмы, температура и время удержания. ^[10]

В магнитном удержании плотность мала, порядка «хорошего вакуума». Например, в устройстве ИТЭР плотность топлива составляет около 1,0 × 10 ¹⁹ м ^-3 , что составляет около одной миллионной плотности атмосферы. ^[11] Это означает, что температура и/или время изоляции должны увеличиться. Температуры, необходимые для термоядерного синтеза, были достигнуты с использованием различных методов нагрева, разработанных в начале 1970-х годов. В современных машинах по состоянию на 2019 год ^{[обновлять]}основной оставшейся проблемой было время удержания. Плазма в сильных магнитных полях подвержена ряду присущих ей нестабильностей, которые необходимо подавлять, чтобы достичь полезной длительности. Один из способов сделать это — просто увеличить объём реактора, что снижает скорость утечек за счёт классической диффузии . Вот почему ИТЭР такой большой.

Напротив, системы инерционного удержания приближаются к полезным значениям тройного произведения за счет более высокой плотности и имеют короткие интервалы удержания. В NIF первоначальная замороженная загрузка водородного топлива имеет плотность меньше плотности воды, которая увеличивается примерно в 100 раз по сравнению с плотностью свинца. В этих условиях скорость синтеза настолько высока, что топливо плавится за микросекунды, необходимые для того, чтобы тепло, выделяемое в результате реакций, разнесло топливо на части. Хотя NIF также велик, это функция его конструкции «драйвера», не присущая процессу термоядерного синтеза.

Захват энергии

Было предложено несколько подходов для улавливания энергии, производимой термоядерным синтезом. Самый простой — нагреть жидкость. Обычно целенаправленная реакция DT высвобождает большую часть своей энергии в виде быстродвижущихся нейтронов. Электрически нейтральный нейтрон не подвержен влиянию схемы удержания. В большинстве конструкций он захвачен толстым «одеялом» лития , окружающим активную зону реактора. При попадании нейтрона высокой энергии одеяло нагревается. Затем он активно охлаждается рабочей жидкостью, которая приводит в движение турбину для выработки электроэнергии.

Другая конструкция предлагала использовать нейтроны для производства топлива деления в слое ядерных отходов . Эта концепция известна как гибрид деления-синтеза . В этих системах выходная мощность увеличивается за счет событий деления, а энергия извлекается с использованием систем, подобных системам в обычных реакторах деления. ^[12]

Конструкции, в которых используются другие виды топлива, в частности реакция анейтронного синтеза протонов и бора , выделяют гораздо больше своей энергии в виде заряженных частиц. В этих случаях возможны системы извлечения энергии, основанные на движении этих зарядов. Прямое преобразование энергии было разработано в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) в 1980-х годах как метод поддержания напряжения непосредственно с использованием продуктов реакции термоядерного синтеза. Это продемонстрировало эффективность улавливания энергии на уровне 48 процентов. ^[13]

Поведение плазмы

Плазма – это ионизированный газ, проводящий электричество. ^[14] В целом он моделируется с использованием магнитогидродинамики , которая представляет собой комбинацию уравнений Навье-Стокса, управляющих жидкостями, и уравнений Максвелла, управляющих поведением магнитных и электрических полей . ^[15] В термоядерном синтезе используется несколько свойств плазмы, в том числе:

• Самоорганизующаяся плазма проводит электрические и магнитные поля. Его движения порождают поля, которые, в свою очередь, могут его содержать. ^[16]
• Диамагнитная плазма может генерировать собственное внутреннее магнитное поле. Это может отвергать внешнее магнитное поле, делая его диамагнитным. ^[17]
• Магнитные зеркала могут отражать плазму, когда она перемещается из поля низкой плотности в поле высокой плотности. ^{[18] :24}

Методы

Подходы к термоядерному синтезу в семействах с цветовой кодировкой: семейство пинчей (оранжевый), семейство зеркал (красный), системы сборки (фиолетовый), токамаки и стеллараторы (зеленый), плазменные структуры (серый), инерционное электростатическое удержание (темно-желтый), инерционное удержание. Термоядерный синтез (ICF, синий), плазменно-струйный магнито-инерционный синтез (PJMIF, темно-розовый).

Магнитное удержание

• Токамак : наиболее разработанный и хорошо финансируемый подход. Этот метод перемещает горячую плазму в магнитно-удерживаемый тор с внутренним током. После завершения ИТЭР станет крупнейшим в мире токамаком. По состоянию на сентябрь 2018 года по всему миру было запланировано, выведено из эксплуатации или эксплуатироваться (50) 226 экспериментальных токамаков. ^[19]
• Сферический токамак : также известный как сферический тор. Вариация токамака сферической формы.
• Стелларатор : скрученные кольца горячей плазмы. Стелларатор пытается создать естественный искривленный путь плазмы, используя внешние магниты. Стеллараторы были разработаны Лайманом Спитцером в 1950 году и превратились в четыре конструкции: Торсатрон, Гелиотрон, Гелиак и Гелиас. Одним из примеров является Wendelstein 7-X , немецкий прибор. Это крупнейший в мире стелларатор. ^[20]
• Внутренние кольца: Стеллараторы создают закрученную плазму с помощью внешних магнитов, а токамаки делают это с помощью тока, индуцированного в плазме. Несколько классов конструкций обеспечивают такую ​​​​скрутку с использованием проводников внутри плазмы. Ранние расчеты показали, что столкновения между плазмой и опорами проводников будут отнимать энергию быстрее, чем реакции термоядерного синтеза смогут ее заменить. Современные варианты, в том числе эксперимент с левитирующим диполем (LDX) , используют твердый сверхпроводящий тор, который левитирует на магнитной основе внутри камеры реактора. ^[21]
• Магнитное зеркало : разработано Ричардом Ф. Постом и командой Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса ( LLNL ) в 1960-х годах. ^[22] Магнитные зеркала отражают плазму взад и вперед по линии. Вариации включали тандемное зеркало , магнитную бутылку и биконический острие . ^[23] Серия зеркальных машин была построена правительством США в 1970-х и 1980-х годах, в основном в LLNL. ^[24] Однако расчеты 1970-х годов показали, что маловероятно, что они когда-либо будут коммерчески полезны.
• Неровный тор : несколько магнитных зеркал расположены встык в тороидальном кольце. Любые ионы топлива, вытекающие из одного, удерживаются в соседнем зеркале, что позволяет поднять давление плазмы на сколь угодно высокий уровень без потерь. Экспериментальная установка ELMO Bumpy Torus или EBT была построена и испытана в Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) в 1970-х годах.
• Конфигурация с обращенным полем : это устройство удерживает плазму в самоорганизованной квазистабильной структуре; где движение частицы создает внутреннее магнитное поле, которое затем захватывает само себя. ^[25]
• Сферомак : похож на конфигурацию с обращенным полем, полустабильную плазменную структуру, созданную с использованием самогенерируемого магнитного поля плазмы. Сферомак имеет как тороидальное, так и полоидальное поля, тогда как конфигурация с обращенным полем не имеет тороидального поля. ^[26]
• Диномак представляет собой сферомак, который формируется и поддерживается с помощью непрерывной инъекции магнитного потока . ^{[27] [28] [29]}
• Пинч обратного поля : здесь плазма движется внутри кольца. Имеет внутреннее магнитное поле. При выходе из центра этого кольца магнитное поле меняет направление.

Инерционное удержание

График результатов НИФ с 2012 по 2022 год

• Косвенный привод: лазеры нагревают структуру, известную как Хольраум , которая становится настолько горячей, что начинает излучать рентгеновский свет. Эти рентгеновские лучи нагревают топливную таблетку, заставляя ее сжиматься внутрь и сжимать топливо. Крупнейшей системой, использующей этот метод, является Национальная установка зажигания , за которой следует Laser Mégajoule . ^[30]
• Прямой привод: лазеры непосредственно нагревают топливную таблетку. Заметные эксперименты с прямым приводом были проведены в Лаборатории лазерной энергетики (ЛЛЭ) и на установках ГЕККО XII . Для хорошего взрыва требуются топливные таблетки почти идеальной формы, чтобы генерировать симметричную внутреннюю ударную волну , производящую плазму высокой плотности. ^{[ нужна цитата ]}
• Быстрое зажигание: в этом методе используются два лазерных взрыва. Первый взрыв сжимает термоядерное топливо, а второй воспламеняет его. По состоянию на 2019 год ^{[обновлять]}этот метод потерял популярность для производства энергии. ^[31]
• Магнитоинерционный синтез или инерционный синтез намагниченного вкладыша : сочетает в себе лазерный импульс с магнитным пинчем. Сообщество пинчей называет это инерционным термоядерным синтезом с намагниченным лайнером, а сообщество ICF называет его магнитоинерционным термоядерным синтезом. ^[32]
• Ионные лучи: ионные лучи заменяют лазерные лучи для нагрева топлива. ^[33] Основное отличие состоит в том, что луч имеет импульс из-за массы, тогда как лазеры его не имеют. По состоянию на 2019 год маловероятно, что ионные пучки смогут быть достаточно сфокусированы в пространстве и во времени.
• Z-машина : пропускает электрический ток через тонкие вольфрамовые провода, нагревая их настолько, что генерирует рентгеновские лучи. Как и в случае с непрямым приводом, эти рентгеновские лучи затем сжимают топливную капсулу.

Магнитные или электрические зажимы

• Z-пинч : ток течет в направлении z через плазму. Ток создает магнитное поле, сжимающее плазму. Пинч был первым методом управляемого термоядерного синтеза, созданным человеком. ^{[34] [35]} Z-пинчу свойственна нестабильность, которая ограничивает его сжатие и нагрев до значений, слишком низких для практического синтеза. Самая большая такая машина, британская ZETA , стала последним крупным экспериментом такого рода. Проблемы с z-пинчем привели к созданию токамака. Фокус плотной плазмы — возможно, лучший вариант.
• Тета-пинч : ток вращается вокруг плазменного столба снаружи в тета-направлении. Это индуцирует магнитное поле, проходящее по центру плазмы, а не вокруг нее. Раннее устройство тета-пинча «Сцилла» было первым, кто убедительно продемонстрировал термоядерный синтез, но более поздние исследования показали, что оно имеет присущие ему ограничения, делающие его неинтересным для производства энергии.
• Z-пинч, стабилизированный сдвиговым потоком: исследования в Вашингтонском университете под руководством Ури Шумлака изучали использование стабилизации сдвигового потока для сглаживания нестабильности реакторов Z-пинча. Это предполагает ускорение нейтрального газа вдоль оси пинча. Экспериментальные машины включали экспериментальные реакторы FuZE и Zap Flow Z-Pinch. ^[36] В 2017 году британский технологический инвестор и предприниматель Бендж Конвей вместе с физиками Брайаном Нельсоном и Ури Шумлаком основали компанию Zap Energy, чтобы попытаться коммерциализировать технологию производства электроэнергии. ^{[37] [38] [39]}
• Винтовой зажим: этот метод сочетает в себе тета- и z-пинч для улучшения стабилизации. ^[40]

Инерционное электростатическое удержание

• Фузор : электрическое поле нагревает ионы до состояния термоядерного синтеза. В машине обычно используются две сферические клетки: катод внутри анода, внутри вакуума. Эти машины не считаются жизнеспособным источником полезной мощности из-за их высоких потерь на проводимость и излучение . ^[41] Их достаточно просто построить, поэтому любители синтезируют с их помощью атомы. ^[42]
• Полиуэлл : Пытается объединить магнитное удержание с электростатическими полями, чтобы избежать потерь проводимости , создаваемых клеткой. ^[43]

Другой

• Синтез намагниченной мишени : удерживает горячую плазму с помощью магнитного поля и сжимает ее по инерции. Примеры включают машину LANL FRX-L, ^[44] General Fusion (поршневое сжатие с жидкометаллическим вкладышем), HyperJet Fusion (плазменно-струйное сжатие с плазменным вкладышем). ^{[45] [46]}
• Неконтролируемый: термоядерный синтез был инициирован человеком с использованием неконтролируемых ядерных взрывов для стимулирования термоядерного синтеза. Ранние предложения по термоядерной энергии включали использование бомб для инициирования реакций. См. проект PACER .
• Слияние лучей: луч частиц высокой энергии, выпущенный в другой луч или цель, может инициировать синтез. Это использовалось в 1970-х и 1980-х годах для изучения сечений реакций синтеза. ^[6] Однако лучевые системы не могут использоваться для получения энергии, поскольку поддержание когерентности луча требует больше энергии, чем получается при термоядерном синтезе.
• Мюонный катализируемый синтез : этот подход заменяет электроны в двухатомных молекулах изотопов водородамюонами— более массивными частицами с тем же электрическим зарядом . Их большая масса сжимает ядра настолько, что сильное взаимодействие может вызвать синтез. ^[47] По состоянию на 2007 год для производства мюонов требовалось больше энергии, чем можно было получить в результате термоядерного синтеза, катализируемого мюонами. ^[48]
• Решеточный термоядерный синтез ( LCF ) — это тип ядерного синтеза , при котором насыщенные дейтронами металлы подвергаются воздействию гамма-излучения или ионных пучков, например, в фузоре IEC , избегая ограниченной высокотемпературной плазмы, используемой в других методах термоядерного синтеза. слияние. ^{[49] [50]}

Общие инструменты

Многие подходы, оборудование и механизмы используются в нескольких проектах для решения проблем термоядерного нагрева, измерения и производства энергии. ^[51]

Нейронные сети

Для управления реактором на базе токамака была использована система глубокого обучения с подкреплением . ИИ смог манипулировать магнитными катушками для управления плазмой. Система могла постоянно корректироваться для поддержания соответствующего поведения (более сложного, чем пошаговые системы). В 2014 году Google начал работать с калифорнийской термоядерной компанией TAE Technologies над управлением Joint European Torus (JET) и прогнозированием поведения плазмы. ^[52] DeepMind также разработала схему управления с помощью TCV . ^[53]

Обогрев

• Электростатический нагрев: электрическое поле может совершать работу над заряженными ионами или электронами, нагревая их. ^[54]
• Инжекция нейтрального луча : водород ионизируется и ускоряется электрическим полем с образованием заряженного луча, который направляется через источник нейтрального газообразного водорода на плазму, которая сама ионизируется и удерживается магнитным полем. Некоторая часть промежуточного газообразного водорода ускоряется по направлению к плазме за счет столкновений с заряженным лучом, оставаясь при этом нейтральным: таким образом, этот нейтральный луч не подвергается воздействию магнитного поля и поэтому достигает плазмы. Оказавшись внутри плазмы, нейтральный луч передает энергию плазме посредством столкновений, которые ионизируют ее и позволяют удерживать ее магнитным полем, тем самым нагревая и дозаправляя реактор за одну операцию. Остальная часть заряженного пучка отклоняется магнитными полями на охлаждаемые отвалы пучка. ^[55]
• Радиочастотный нагрев: радиоволна заставляет плазму колебаться (например, микроволновая печь ). Это также известно как нагрев электронным циклотронным резонансом , например, с использованием гиротронов или диэлектрический нагрев . ^[56]
• Магнитное пересоединение : когда плазма становится плотной, ее электромагнитные свойства могут измениться, что может привести к магнитному пересоединению . Пересоединение помогает термоядерному синтезу, поскольку оно мгновенно передает энергию в плазму, быстро нагревая ее. До 45% энергии магнитного поля может нагревать ионы. ^{[57] [58]}
• Магнитные колебания: различные электрические токи могут подаваться на магнитные катушки, которые нагревают плазму, заключенную внутри магнитной стенки. ^[59]
• Аннигиляция антипротонов: антипротоны , введенные в массу термоядерного топлива, могут вызывать термоядерные реакции. Эта возможность как метод приведения в движение космического корабля, известный как ядерный импульсный двигатель, катализируемый антиматерией , исследовался в Университете штата Пенсильвания в связи с предложенным проектом AIMStar . ^{[ нужна цитата ]}

Измерение

Диагностика термоядерного научного реактора чрезвычайно сложна и разнообразна. ^[60] Диагностика, необходимая для термоядерного энергетического реактора, будет разнообразной, но менее сложной, чем для научного реактора, поскольку к моменту коммерциализации многие диагностики обратной связи и управления в реальном времени будут усовершенствованы. Однако условия эксплуатации коммерческого термоядерного реактора будут более суровыми для диагностических систем, чем в научном реакторе, поскольку непрерывная работа может включать более высокие температуры плазмы и более высокие уровни нейтронного облучения. Во многих предлагаемых подходах коммерциализация потребует дополнительных возможностей для измерения и разделения отклоняющих газов, например, гелия и примесей, а также для мониторинга воспроизводства топлива, например, состояния жидкого литиевого вкладыша для воспроизводства трития. ^[61] Ниже приведены некоторые основные методы.

• Петля магнитного потока : петля провода вставляется в магнитное поле. Когда поле проходит через петлю, возникает ток. Ток измеряет общий магнитный поток через этот контур. Это использовалось в Национальном эксперименте по компактному стелларатору , ^[62] в Polywell , ^[63] и машинах LDX . Можно использовать зонд Ленгмюра — металлический предмет, помещенный в плазму. К нему прикладывается потенциал, придающий ему напряжение по отношению к окружающей плазме. Металл собирает заряженные частицы, создавая ток. При изменении напряжения меняется и ток. Это создает кривую IV . ВАХ можно использовать для определения локальной плотности, потенциала и температуры плазмы. ^[64]
• Томсоновское рассеяние : «Рассеяние света» плазмой можно использовать для восстановления поведения плазмы, включая плотность и температуру. Это часто встречается в термоядерном синтезе с инерционным удержанием , ^[65] токамаках , ^[66] и фузорах . В системах ICF при попадании второго луча в золотую фольгу, прилегающую к мишени, образуются рентгеновские лучи, пересекающие плазму. В токамаках это можно сделать с помощью зеркал и детекторов отражения света.
• Детекторы нейтронов . Некоторые типы детекторов нейтронов могут регистрировать скорость образования нейтронов. ^{[67] [68]}
• Детекторы рентгеновского излучения Видимые, ИК-, УФ- и рентгеновские лучи испускаются каждый раз, когда частица меняет скорость. ^[69] Если причиной является отклонение магнитным полем, излучение представляет собой циклотронное излучение на низких скоростях и синхротронное излучение на высоких скоростях. Если причиной является отклонение другой частицей, плазма излучает рентгеновские лучи, известные как тормозное излучение. ^[70]

Производство электроэнергии

Нейтронные бланкеты поглощают нейтроны, которые нагревают бланкет. Энергию можно извлечь из одеяла разными способами:

• Паровые турбины могут приводиться в движение за счет тепла, передаваемого в рабочую жидкость , которая превращается в пар, приводя в движение электрогенераторы. ^[71]
• Нейтронные бланкеты: эти нейтроны могут регенерировать отработавшее топливо деления. ^[72] Тритий можно производить, используя бридерный бланкет из жидкого лития или охлаждаемую гелием гальку, изготовленную из литийсодержащей керамической гальки. ^[73]
• Прямое преобразование : кинетическая энергия частицы может быть преобразована в напряжение . ^[22] Впервые это было предложено Ричардом Ф. Постом в сочетании с магнитными зеркалами в конце 1960-х годов. Он был предложен для конфигураций с обращенным полем , а также для устройств с фокусировкой плотной плазмы . Этот процесс преобразует большую часть случайной энергии продуктов термоядерного синтеза в направленное движение. Затем частицы собираются на электродах при различных больших электрических потенциалах. Этот метод продемонстрировал экспериментальную эффективность 48 процентов. ^[74]
• Трубки бегущей волны пропускают заряженные атомы гелия с напряжением в несколько мегавольт, только что вышедшие из реакции термоядерного синтеза, через трубку с обмоткой снаружи. Этот проходящий заряд высокого напряжения пропускает электричество по проводу.

Заключение

Пространство параметров, занимаемое устройствами энергии инерционного термоядерного синтеза и магнитного термоядерного синтеза по состоянию на середину 1990-х годов. Режим, допускающий термоядерное зажигание с высоким коэффициентом усиления, находится в правом верхнем углу графика.

Под изоляцией подразумеваются все условия, необходимые для того, чтобы плазма оставалась плотной и горячей достаточно долго для термоядерного синтеза. Общие принципы:

• Равновесие : Силы, действующие на плазму, должны быть уравновешены. Единственным исключением является инерционное удержание , при котором синтез должен происходить быстрее, чем время рассеяния.
• Стабильность : плазма должна быть сконструирована так, чтобы возмущения не приводили к ее рассеиванию.
• Транспорт или проводимость : Потеря материала должна быть достаточно медленной. ^[7] Плазма уносит с собой энергию, поэтому быстрая потеря материала нарушит термоядерный синтез. Материал может быть потерян при транспортировке в разные области или при прохождении через твердое тело или жидкость.

Для осуществления самоподдерживающегося синтеза часть энергии, выделяемой в результате реакции, должна быть использована для нагрева новых реагентов и поддержания условий для синтеза.

Магнитное удержание

Магнитное зеркало

Эффект магнитного зеркала . Если частица следует за линией поля и попадает в область с более высокой напряженностью поля, частицы могут отразиться. Этот эффект применяется в нескольких устройствах. Самыми известными были машины с магнитными зеркалами — серия устройств, производившихся в LLNL с 1960-х по 1980-е годы. ^[75] Другие примеры включают магнитные бутылки и биконическую острие . ^[76] Поскольку зеркальные машины были прямыми, они имели некоторые преимущества перед кольцеобразными конструкциями. Зеркала было проще сконструировать и обслуживать, а захват энергии прямого преобразования было проще реализовать. ^[13] Плохая локализация привела к отказу от этого подхода, за исключением конструкции многоскважинной скважины. ^[77]

Магнитные петли

Магнитные петли изгибают линии поля обратно на себя, либо по кругу, либо, чаще, по вложенным тороидальным поверхностям. Наиболее развитыми системами этого типа являются токамак , стелларатор и пинч обращенного поля. Компактные тороиды , особенно конфигурация с обращенным полем и сферомак, пытаются объединить преимущества тороидальных магнитных поверхностей с преимуществами просто подключаемой (нетороидальной) машины, что приводит к механически более простой и меньшей площади удержания.

Инерционное удержание

Лазер Electra в военно-морской исследовательской лаборатории производит 90 000 выстрелов за 10 часов, повторение необходимо для силовой установки IFE.

Инерционное удержание — это использование быстрого взрыва для нагрева и удержания плазмы. Оболочка, окружающая топливо, взрывается с помощью прямого лазерного взрыва (прямой привод), вторичного рентгеновского взрыва (непрямой привод) или тяжелых лучей. Топливо необходимо сжать примерно до 30-кратной плотности твердого тела с помощью энергетических лучей. Прямой привод в принципе может быть эффективным, но недостаточная однородность помешала успеху. ^{[78] :19–20} Непрямой привод использует лучи для нагрева оболочки, заставляя ее излучать рентгеновские лучи , которые затем взрывают гранулу. Обычно это лазерные лучи, но исследовались ионные и электронные пучки. ^{[78] : 182–193}

Электростатическое удержание

В устройствах для термоядерного синтеза с электростатическим удержанием используются электростатические поля. Наиболее известен фузор . Это устройство имеет катод внутри анодной проволочной клетки. Положительные ионы летят к отрицательной внутренней клетке и при этом нагреваются электрическим полем. Если они не попадут во внутреннюю клетку, они могут столкнуться и слиться. Однако ионы обычно попадают на катод, создавая непомерно высокие потери проводимости . Скорость плавления в фузорах низкая из-за конкурирующих физических эффектов, таких как потеря энергии в виде светового излучения. ^[79] Были предложены конструкции, позволяющие избежать проблем, связанных с клеткой, путем создания поля с использованием ненейтрального облака. К ним относятся плазменно-колебательное устройство, ^[80] магнитно-экранированная сетка, ^[81] ловушка Пеннинга , поливелл , ^[82] и концепция катодного драйвера F1. ^[83]

Топливо

Все виды топлива, рассматриваемые для термоядерной энергетики, представляли собой легкие элементы, такие как изотопы водорода — протий , дейтерий и тритий . ^[6] Для реакции дейтерия и гелия-3 требуется гелий-3, изотоп гелия, настолько дефицитный на Земле, что его придется добывать внеземно или производить в результате других ядерных реакций. В конечном итоге исследователи надеются использовать реакцию протий-бор-11, поскольку она не производит нейтроны напрямую, хотя побочные реакции могут. ^[84]

Дейтерий, тритий

Схема реакции ДТ

Самая легкая ядерная реакция с наименьшей энергией — D+T:

2 1Д+3 1Т→⁴
₂Он
(3,5 МэВ) +1 0н(14,1 МэВ)

Эта реакция распространена в исследовательских, промышленных и военных целях, обычно в качестве источника нейтронов. Дейтерий — это природный изотоп водорода, который широко доступен. Большое массовое соотношение изотопов водорода облегчает их разделение по сравнению с процессом обогащения урана . Тритий — природный изотоп водорода, но поскольку он имеет короткий период полураспада (12,32 года), его трудно найти, хранить, производить и он стоит дорого. Следовательно, дейтерий-тритиевый топливный цикл требует выделения трития из лития с помощью одной из следующих реакций:

¹
₀н
+⁶
₃Ли
→³
₁Т
+⁴
₂Он

¹
₀н
+⁷
₃Ли
→³
₁Т
+⁴
₂Он
+¹
₀н

Нейтрон-реагент получается в результате реакции DT-синтеза, показанной выше, и той, которая имеет наибольший энергетический выход. Реакция с ⁶ Li является экзотермической , что обеспечивает небольшой выигрыш в энергии для реактора. Реакция с ⁷ Li эндотермическая , но нейтрон не расходуется. Реакции размножения нейтронов необходимы для замены нейтронов, потерянных в результате поглощения другими элементами. Ведущими кандидатами для умножения нейтронов являются бериллий и свинец , но реакция ⁷ Li помогает поддерживать высокую популяцию нейтронов. Природный литий в основном представляет собой ⁷ Li, который имеет низкое сечение производства трития по сравнению с ⁶ Li, поэтому в большинстве конструкций реакторов используются воспроизводящие бланкеты с обогащенным ⁶ Li.

Недостатки, обычно приписываемые термоядерной энергии DT, включают:

• Подача нейтронов приводит к нейтронной активации материалов реактора. ^{[85] :242}
• 80% образующейся энергии уносится нейтронами, что ограничивает использование прямого преобразования энергии. ^[86]
• Для этого требуется радиоизотоп тритий. Тритий может вытекать из реакторов. По некоторым оценкам, это приведет к значительному выбросу радиоактивности в окружающую среду. ^[87]

Ожидаемый нейтронный поток в коммерческом термоядерном реакторе DT примерно в 100 раз превышает поток нейтронов в энергетических реакторах деления, что создает проблемы для проектирования материалов . После серии испытаний DT в JET вакуумный сосуд оказался настолько радиоактивным, что требовал дистанционного управления в течение года после испытаний. ^[88]

В производственных условиях нейтроны будут реагировать с литием в бланкете воспроизводства, состоящем из литиевых керамических гальки или жидкого лития, с образованием трития. Энергия нейтронов попадает в литий, который затем будет передан для производства электроэнергии. Литиевый бланкет защищает внешние части реактора от нейтронного потока. В новых конструкциях, в частности в усовершенствованных токамаках, в качестве элемента конструкции используется литий внутри активной зоны реактора. Плазма напрямую взаимодействует с литием, предотвращая проблему, известную как «переработка». Преимущество этой конструкции было продемонстрировано в эксперименте на литиевом токамаке .

Дейтерий

Сечение синтеза дейтерия (в квадратных метрах) при разных энергиях столкновения ионов

Слияние двух ядер дейтерия — вторая по простоте реакция термоядерного синтеза. Реакция имеет две ветви, которые происходят практически с равной вероятностью:

Эта реакция также часто встречается в исследованиях. Оптимальная энергия для инициирования этой реакции составляет 15 кэВ, что лишь немного выше, чем для реакции DT. Первая ветвь производит тритий, так что реактор DD не является безтритием, даже если он не требует ввода трития или лития. Если тритоны не будут быстро удалены, большая часть произведенного трития сгорает в реакторе, что снижает необходимость обращения с тритием, но имеет недостаток в виде производства большего количества нейтронов с более высокой энергией. Нейтрон второй ветви реакции DD имеет энергию всего 2,45 МэВ (0,393 пДж), а нейтрон реакции DT имеет энергию 14,1 МэВ (2,26 пДж), что приводит к большему производству изотопов и материальному ущербу. Когда тритоны быстро удаляются, позволяя ³ He вступить в реакцию, топливный цикл называется «термоядерным синтезом с подавлением трития». ^[89] Удаленный тритий распадается до ³ He с периодом полураспада 12,5 лет. Перерабатывая распад ³ He в реактор, термоядерный реактор не требует материалов, устойчивых к быстрым нейтронам.

Если предположить полное выгорание трития, сокращение доли термоядерной энергии, переносимой нейтронами, составит всего около 18%, так что основное преимущество топливного цикла DD заключается в том, что воспроизводство трития не требуется. Другими преимуществами являются независимость от литиевых ресурсов и несколько более мягкий нейтронный спектр. Недостатком ДД по сравнению с ДТ является то, что время удержания энергии (при заданном давлении) должно быть в 30 раз больше, а вырабатываемая мощность (при заданном давлении и объеме) - в 68 раз меньше. ^{[ нужна цитата ]}

Если предположить полное удаление трития и рециркуляцию ³ He, только 6% энергии термоядерного синтеза переносится нейтронами. DD-синтез с подавлением трития требует удержания энергии в 10 раз дольше, чем DT, и удвоенной температуры плазмы. ^[90]

Дейтерий, гелий-3

Подход второго поколения к управляемой термоядерной энергии предполагает объединение гелия-3 ( ³ He) и дейтерия ( ² H):

В результате этой реакции образуется ⁴ He и протон высокой энергии. Как и в топливном цикле анейтронного термоядерного синтеза с p- ¹¹ B , большая часть энергии реакции высвобождается в виде заряженных частиц, что снижает активацию корпуса реактора и потенциально позволяет более эффективно собирать энергию (по любому из нескольких путей). ^[91] На практике побочные реакции DD производят значительное количество нейтронов, оставляя p- ¹¹ B в качестве предпочтительного цикла для анейтронного синтеза. ^[91]

Протон, бор-11

Как проблемы материаловедения, так и проблемы нераспространения ядерного оружия значительно уменьшаются благодаря анейтронному синтезу . Теоретически наиболее реактивным анейтронным топливом является ³ He. Однако получение разумных количеств ³ He предполагает крупномасштабную внеземную добычу на Луне или в атмосфере Урана или Сатурна. Таким образом, наиболее многообещающим кандидатом топлива для такого синтеза является синтез легкодоступного протия (т.е. протона ) и бора . Их синтез не выделяет нейтронов, но производит энергично заряженные альфа-частицы (гелий), энергия которых может быть напрямую преобразована в электрическую энергию:

р + ¹¹ Б → 3  ⁴ He

Побочные реакции, вероятно, дадут нейтроны, которые несут только около 0,1% мощности, ^{[92] :177–182} , что означает, что рассеяние нейтронов не используется для передачи энергии, а активация материала снижается в несколько тысяч раз. Оптимальная температура для этой реакции 123 кэВ ^[93] почти в десять раз выше, чем для реакций на чистом водороде, а удержание энергии должно быть в 500 раз лучше, чем необходимое для реакции DT. Кроме того, удельная мощность в 2500 раз ниже, чем у ДТ, хотя на единицу массы топлива это все равно значительно выше, чем у реакторов деления.

Поскольку удерживающие свойства токамака и синтеза лазерных гранул являются маргинальными, большинство предложений по анейтронному синтезу основаны на радикально разных концепциях удержания, таких как Поливелл и плотный плазменный фокус . В 2013 году исследовательская группа под руководством Кристин Лабон из Политехнической школы сообщила о новом рекорде скорости термоядерного синтеза протон-бор: примерно 80 миллионов реакций термоядерного синтеза во время лазерного воздействия длительностью 1,5 наносекунды, что в 100 раз больше, чем сообщалось в предыдущих экспериментах. ^{[94] [95]}

Выбор материала

Устойчивость конструкционного материала является критически важным вопросом. ^{[96] [97]} Материалы, способные выдержать высокие температуры и нейтронную бомбардировку в термоядерном реакторе, считаются ключом к успеху. ^{[98] [96]} Основными вопросами являются условия, создаваемые плазмой, нейтронная деградация поверхностей стенок и связанный с этим вопрос состояния поверхности плазмы-стенок. ^{[99] [100]} Снижение проницаемости для водорода считается решающим фактором для переработки водорода ^[101] и контроля запасов трития. ^[102] Материалы с самой низкой объемной растворимостью водорода и коэффициентом диффузии являются оптимальными кандидатами на роль стабильных барьеров. Были исследованы некоторые чистые металлы, включая вольфрам и бериллий ^{[103] , а также такие соединения, как карбиды, плотные оксиды и нитриды.} Исследования показали, что методы нанесения покрытий для создания прочных и идеальных барьеров имеют не менее важное значение. Наиболее привлекательными методами являются те, в которых рекламный слой формируется только за счет окисления. Альтернативные методы используют особые газовые среды с сильными магнитными и электрическими полями. Оценка эффективности барьеров представляет собой дополнительную проблему. Газопроницаемость классических мембран с покрытием продолжает оставаться наиболее надежным методом определения эффективности барьера проникновения водорода (БПБ). ^[102] В 2021 году, в ответ на увеличение количества проектов термоядерных энергетических реакторов на 2040 год, Управление по атомной энергии Соединенного Королевства опубликовало Дорожную карту Великобритании по термоядерным материалам на 2021–2040 годы, в которой основное внимание уделяется пяти приоритетным областям, в том числе реакторам семейства токамаков:

• Новые материалы для минимизации количества активации в конструкции термоядерной электростанции;
• Соединения, которые можно использовать на электростанции для оптимизации воспроизводства тритиевого топлива для поддержания процесса термоядерного синтеза;
• Магниты и изоляторы, устойчивые к облучению в результате реакций термоядерного синтеза, особенно в криогенных условиях;
• Конструкционные материалы, способные сохранять прочность при нейтронной бомбардировке при высоких рабочих температурах (свыше 550 градусов С);
• Инженерное обеспечение термоядерных материалов — предоставление данных об облученных образцах и смоделированных прогнозов, позволяющих проектировщикам установок, операторам и регулирующим органам быть уверенными в том, что материалы пригодны для использования на будущих коммерческих электростанциях.

Сверхпроводящие материалы

SuperOx смогла произвести более 186 миль проволоки YBCO за девять месяцев для использования в магнитах термоядерного реактора, что значительно превзошло предыдущие производственные цели компании.

В плазме, которая находится в магнитном поле (известной как намагниченная плазма), скорость термоядерного синтеза зависит от напряженности магнитного поля в 4-й степени. По этой причине многие термоядерные компании, которые полагаются на магнитные поля для управления своей плазмой, пытаются разработать высокотемпературные сверхпроводящие устройства. В 2021 году российско-японская компания SuperOx разработала новый технологический процесс изготовления сверхпроводящей проволоки YBCO для термоядерных реакторов. Было показано, что этот новый провод проводит ток от 700 до 2000 ампер на квадратный миллиметр. Компания смогла произвести 186 миль проволоки за девять месяцев. ^[104]

Соображения по сдерживанию

Даже в меньших масштабах производства защитное устройство взрывается материей и энергией. При проектировании сдерживания плазмы необходимо учитывать:

• Цикл отопления и охлаждения, тепловая нагрузка до 10 МВт/м ² .
• Нейтронное излучение , которое со временем приводит к нейтронной активации и охрупчиванию .
• Ионы высокой энергии уходят с энергией от десятков до сотен электронвольт .
• Альфа-частицы улетают с энергией в миллионы электронвольт .
• Электроны уходят с высокой энергией.
• Световое излучение (ИК, видимое, УФ, рентгеновское).

В зависимости от подхода эти эффекты могут быть выше или ниже, чем у реакторов деления. ^[105] По одной из оценок, уровень радиации в 100 раз выше, чем в типичном водо-водяном реакторе . ^{[ нужна ссылка ]} В зависимости от подхода, другие факторы, такие как электропроводность , магнитная проницаемость и механическая прочность, имеют значение. Материалы также не должны превращаться в долгоживущие радиоактивные отходы . ^[96]

Условия поверхности плазменной стенки

Ожидается, что при долгосрочном использовании каждый атом в стенке столкнется с нейтроном и сместится примерно 100 раз, прежде чем материал будет заменен. Нейтроны высоких энергий производят водород и гелий в результате ядерных реакций, которые имеют тенденцию образовывать пузырьки на границах зерен и приводят к набуханию, образованию пузырей или охрупчиванию. ^[105]

Выбор материалов

Материалы с низким Z , такие как графит или бериллий, обычно предпочтительнее материалов с высоким Z, обычно вольфрама с молибденом в качестве второго выбора. ^[102] Жидкие металлы (литий, галлий , олово ) были предложены, например, путем инжекции струй толщиной 1–5 мм, текущих со скоростью 10 м/с на твердые подложки. ^{[ нужна цитата ]}

Графит характеризуется высокой скоростью эрозии из-за физического и химического распыления , достигающей многих метров в год, что требует повторного осаждения распыленного материала. Место повторного осаждения обычно не совсем совпадает с местом напыления, что приводит к чистой эрозии, которая может оказаться недопустимой. Еще более серьезная проблема заключается в том, что тритий переосаждается вместе с переосажденным графитом. Запасы трития в стене и пыли могут достигать многих килограммов, что представляет собой растрату ресурсов и радиологическую опасность в случае аварии. Графит нашел применение в качестве материала для кратковременных экспериментов, но маловероятно, что он станет основным материалом, обращенным к плазме (PFM) в коммерческом реакторе. ^{[96] [106]}

Скорость распыления вольфрама на несколько порядков меньше, чем у углерода, а трития гораздо меньше включается в переосажденный вольфрам. Однако примеси вольфрамовой плазмы гораздо более разрушительны, чем примеси углерода, а самораспыление может быть высоким, поэтому плазма, контактирующая с вольфрамом, не должна быть слишком горячей (несколько десятков эВ, а не сотен эВ). Вольфрам также имеет проблемы, связанные с вихревыми токами и плавлением в аномальных условиях, а также некоторые радиологические проблемы. ^[96]

Безопасность и окружающая среда

Потенциал аварии

Потенциал аварии и воздействие на окружающую среду имеют решающее значение для общественного признания ядерного синтеза, также известного как социальная лицензия . ^[107] Термоядерные реакторы не подвержены катастрофическому расплавлению . ^[108] Для производства чистой энергии требуются точные и контролируемые параметры температуры, давления и магнитного поля, и любой ущерб или потеря необходимого контроля быстро погасят реакцию. ^[109] Термоядерные реакторы в любой момент работают с расходом топлива в секунды или даже микросекунды. Без активной дозаправки реакции сразу угасают. ^[108]

Те же самые ограничения предотвращают неконтролируемые реакции. Хотя ожидается, что плазма будет иметь объем 1000 м ³ (35 000 куб. футов) или более, плазма обычно содержит всего несколько граммов топлива. ^[108] Для сравнения, реактор деления обычно загружается достаточным количеством топлива на месяцы или годы, и для продолжения реакции не требуется никакого дополнительного топлива. Именно этот большой запас топлива и создает возможность аварии. ^[110]

При магнитной изоляции сильные поля возникают в катушках, которые механически удерживаются на месте конструкцией реактора. Выход из строя этой структуры может ослабить это напряжение и позволить магниту «взорваться» наружу. Серьезность этого события будет аналогична другим промышленным авариям или тушению/взрыву аппарата МРТ , и его можно будет эффективно сдержать в пределах здания защитной оболочки, аналогичного тем, которые используются в реакторах деления.

В инерционной изоляции с лазерным приводом больший размер реакционной камеры снижает нагрузку на материалы. Хотя выход из строя реакционной камеры возможен, прекращение подачи топлива предотвращает катастрофический отказ. ^[111]

Большинство конструкций реакторов полагаются на жидкий водород в качестве теплоносителя и для преобразования блуждающих нейтронов в тритий , который возвращается в реактор в качестве топлива. Водород легко воспламеняется, и возможно, что водород, хранящийся на объекте, может воспламениться. В этом случае тритиевая фракция водорода попадет в атмосферу, создавая радиационный риск. Расчеты показывают, что на типичной электростанции будет присутствовать около 1 килограмма (2,2 фунта) трития и других радиоактивных газов. Сумма настолько мала, что к тому времени, когда они достигнут ограждения по периметру станции, она уменьшится до допустимых законом пределов . ^[112]

Вероятность небольших промышленных аварий, включая локальный выброс радиоактивности и ранения персонала, оценивается как незначительная по сравнению с делением ядер. Они будут включать случайные выбросы лития или трития или неправильное обращение с радиоактивными компонентами реактора. ^[111]

Магнитная закалка

Гашение магнита – это аномальное прекращение работы магнита, которое происходит, когда часть сверхпроводящей катушки выходит из сверхпроводящего состояния (приходит в нормальное состояние). Это может произойти из-за того, что поле внутри магнита слишком велико, скорость изменения поля слишком велика (вызывая вихревые токи и, как следствие, нагрев медной опорной матрицы), или из-за комбинации этих двух факторов.

Реже дефект магнита может вызвать закалку. Когда это происходит, это конкретное место подвергается быстрому джоулевому нагреву от тока, что повышает температуру окружающих областей. Это также переводит эти области в нормальное состояние, что приводит к большему нагреву в цепной реакции. Весь магнит быстро приходит в норму в течение нескольких секунд, в зависимости от размера сверхпроводящей катушки. Это сопровождается громким взрывом, поскольку энергия магнитного поля преобразуется в тепло, и криогенная жидкость испаряется. Резкое уменьшение тока может привести к всплескам индуктивного напряжения в киловольтах и ​​образованию дуги. Необратимые повреждения магнита случаются редко, но компоненты могут быть повреждены в результате локального нагрева, высокого напряжения или больших механических сил.

На практике магниты обычно имеют защитные устройства, останавливающие или ограничивающие ток при обнаружении гашения. Если большой магнит подвергается закалке, инертный пар, образующийся при испарении криогенной жидкости, может представлять значительную опасность удушья для операторов, вытесняя воздух, пригодный для дыхания.

Большая часть сверхпроводящих магнитов Большого адронного коллайдера ЦЕРН неожиданно погасла во время пусковых операций в 2008 году, разрушив несколько магнитов . ^[113] Чтобы предотвратить повторение, сверхпроводящие магниты БАК оснащены быстро нарастающими нагревателями, которые активируются при обнаружении события гашения. Дипольные изгибающие магниты соединены последовательно. Каждая силовая цепь включает в себя 154 отдельных магнита, и в случае возникновения события гашения вся накопленная энергия этих магнитов должна быть немедленно сброшена. Эта энергия передается массивным металлическим блокам, которые за секунды нагреваются до нескольких сотен градусов Цельсия (из-за резистивного нагрева). Гашение магнита — «довольно обычное мероприятие» во время работы ускорителя частиц. ^[114]

Сточные воды

Естественным продуктом реакции синтеза является небольшое количество гелия , безвредного для жизни. Опасный тритий трудно сохранить полностью. Во время нормальной работы тритий выделяется постоянно. ^[111]

Хотя тритий летуч и биологически активен, риск для здоровья, связанный с выбросами, намного ниже, чем риск большинства радиоактивных загрязнителей, из-за короткого периода полураспада трития (12,32 года) и очень низкой энергии распада (~ 14,95 кэВ), а также потому, что он не биоаккумулируется (выводится из организма в виде воды с биологическим периодом полураспада от 7 до 14 дней). ^[115] ИТЭР включает в себя комплексные сооружения для хранения трития. ^[116]

Радиоактивные отходы

Термоядерные реакторы создают гораздо меньше радиоактивного материала, чем реакторы деления. Кроме того, материал, который он создает, менее опасен с биологической точки зрения, а радиоактивность рассеивается за период времени, который находится в пределах существующих инженерных возможностей для безопасного долгосрочного хранения отходов. ^[117] В частности, за исключением случая анейтронного синтеза , ^{[118] [119]} нейтронный поток делает конструкционные материалы радиоактивными. Количество радиоактивного материала при остановке может быть сравнимо с количеством радиоактивного материала в реакторе деления, но с важными отличиями. Период полураспада радиоизотопов термоядерного синтеза и нейтронной активации , как правило, меньше, чем период полураспада радиоизотопов деления, поэтому опасность снижается быстрее. В то время как реакторы деления производят отходы, которые остаются радиоактивными в течение тысяч лет, радиоактивным материалом в термоядерном реакторе (кроме трития) будет сама активная зона реактора, и большая часть этого материала будет радиоактивной в течение примерно 50 лет, а другие низкоактивные отходы будут радиоактивным еще 100 лет или около того. ^[120] Короткий период полураспада термоядерных отходов устраняет проблему долгосрочного хранения. Через 500 лет этот материал будет иметь такую ​​же радиотоксичность , как и угольная зола . ^[112] Тем не менее, отнесение отходов к среднеактивным, а не к низкоактивным отходам может затруднить обсуждение вопросов безопасности. ^{[121] [117]}

Выбор материалов менее ограничен, чем при обычном делении, где требуется много материалов для конкретных нейтронных сечений . Термоядерные реакторы могут быть спроектированы с использованием материалов «низкой активации», которые нелегко становятся радиоактивными. Ванадий , например, становится гораздо менее радиоактивным, чем нержавеющая сталь . ^[122] Углеродные материалы также малоактивируются, прочны и легки и перспективны для лазерно-инерционных реакторов, где не требуется магнитное поле. ^[123]

Ядерное распространение

В некоторых сценариях термоядерную технологию можно адаптировать для производства материалов для военных целей. Огромное количество трития можно было бы производить на термоядерной электростанции; тритий используется в спусковом крючке водородных бомб и в современном оружии форсированного деления , но его можно производить и другими способами. Энергичные нейтроны термоядерного реактора можно использовать для получения оружейного плутония или урана для атомной бомбы (например, путем трансмутации²³⁸
Ты , чтобы²³⁹
Пу , или²³²
Че к²³³
У ).

Исследование, проведенное в 2011 году, оценило три сценария: ^[124]

• Небольшая термоядерная станция: в результате гораздо более высокого энергопотребления, рассеивания тепла и более узнаваемого дизайна по сравнению с газовыми центрифугами для обогащения этот выбор будет гораздо легче обнаружить и, следовательно, неправдоподобным. ^[124]
• Коммерческий объект: Производственный потенциал значителен. Но в гражданской термоядерной системе вообще не должно присутствовать никаких воспроизводящих или расщепляющихся веществ, необходимых для производства материалов, пригодных для использования в оружии. Если эти материалы не экранированы, их можно обнаружить по характерному гамма-излучению . Базовый редизайн можно обнаружить путем регулярной проверки информации о проекте. В (технически более осуществимом) случае твердотельных модулей-размножителей необходимо будет проверять поступающие компоненты на наличие воспроизводящего материала, ^[124] в противном случае плутоний для нескольких видов оружия может производиться каждый год. ^[125]
• Приоритет оружейных материалов независимо от секретности. Самый быстрый способ производства материалов, пригодных для оружия, был замечен в модификации гражданской термоядерной электростанции. При гражданском использовании не требуется никаких материалов, совместимых с оружием. Даже без необходимости скрытных действий такая модификация потребует около двух месяцев, чтобы начать производство, и, по крайней мере, дополнительную неделю, чтобы получить значительную сумму. Считалось, что этого времени будет достаточно, чтобы обнаружить военное использование и отреагировать дипломатическими или военными средствами. Чтобы остановить производство, было бы достаточно военного разрушения частей объекта без реактора. ^[124]

Другое исследование пришло к выводу, что «...большие термоядерные реакторы, даже если они не предназначены для воспроизводства делящегося материала, могут легко производить несколько сотен кг плутония в год с высоким качеством оружия и очень низкими потребностями в исходных материалах». Было подчеркнуто, что реализация свойств внутренней устойчивости к распространению может быть возможна только на ранней стадии исследований и разработок. ^[125] Теоретические и вычислительные инструменты, необходимые для проектирования водородной бомбы, тесно связаны с инструментами, необходимыми для термоядерного синтеза с инерционным удержанием , но имеют очень мало общего с термоядерным синтезом с магнитным удержанием.

Запасы топлива

Энергия термоядерного синтеза обычно предполагает использование дейтерия в качестве топлива, и во многих современных разработках также используется литий . Если предположить, что выходная энергия термоядерного синтеза равна глобальной выработке энергии в 1995 году и составляет около 100 Э Дж/год (= 1 × 10 ²⁰ Дж/год) и что она не увеличится в будущем, что маловероятно, тогда известных текущих запасов лития хватит. 3000 лет. Однако литий из морской воды прослужит 60 миллионов лет, а более сложный процесс термоядерного синтеза, использующий только дейтерий, будет иметь топливо на 150 миллиардов лет. ^[126] Для сравнения: 150 миллиардов лет почти в 30 раз превышают оставшуюся продолжительность жизни Солнца, ^[127] и более чем в 10 раз превышают предполагаемый возраст Вселенной.

Экономика

В 1990-е годы ЕС потратил почти 10 миллиардов евро . ^[128] ИТЭР представляет собой инвестиции в размере более двадцати миллиардов долларов, а возможно, и еще десятков миллиардов, включая взносы натурой . ^{[129] [130] В рамках} Шестой рамочной программы Европейского Союза на исследования в области ядерного синтеза было получено 750 миллионов евро (в дополнение к финансированию ИТЭР) по сравнению с 810 миллионами евро на исследования в области устойчивой энергетики, ^[131] что поставило исследования в области термоядерной энергетики намного раньше, чем в прошлом году. чем любая конкурирующая технология. Министерство энергетики США ежегодно выделяет 367–671 млн долларов США, начиная с 2010 года, достигнув пика в 2020 году ^[132] и планируя сократить инвестиции до 425 миллионов долларов США в своем бюджетном запросе на 2021 финансовый год. ^[133] Около четверти этого бюджета направлено на поддержку ИТЭР.

Размер инвестиций и сроки означали, что исследования в области термоядерного синтеза традиционно почти исключительно финансировались государством. Однако, начиная с 2010-х годов, перспектива коммерциализации революционного низкоуглеродного источника энергии начала привлекать множество компаний и инвесторов. ^[134] Более двух десятков начинающих компаний привлекли более одного миллиарда долларов примерно в период с 2000 по 2020 год, в основном с 2015 года, и еще три миллиарда в виде финансирования и обязательств, связанных с важными этапами, в 2021 году, ^{[135] [136]} с инвесторами, включая Джеффа Безоса. , Питер Тиль и Билл Гейтс , а также институциональные инвесторы, включая Legal & General , и энергетические компании, включая Equinor , Eni , Chevron , ^[137] и китайскую ENN Group . ^{[138] [139] [140]} В 2021 году Commonwealth Fusion Systems (CFS) получила 1,8 миллиарда долларов в виде финансирования для расширения масштабов, а Helion Energy получила полмиллиарда долларов с дополнительными 1,7 миллиарда долларов в зависимости от достижения основных этапов. ^[141]

В сценариях, разработанных в 2000-х и начале 2010-х годов, обсуждалось влияние коммерциализации термоядерной энергетики на будущее человеческой цивилизации. ^[142] Используя ядерное деление в качестве ориентира, они считали, что ИТЭР, а затем и DEMO , введут в эксплуатацию первые коммерческие реакторы примерно в 2050 году и начнут быстро расширяться после середины века. ^[142] В некоторых сценариях «термоядерные научные установки» подчеркивались как шаг за пределы ИТЭР. ^{[143] [144]} Тем не менее, экономические препятствия на пути термоядерной энергетики на основе токамака остаются огромными, требуя инвестиций для финансирования прототипов реакторов токамака ^[145] и разработки новых цепочек поставок, ^[146] проблема, которая затронет любой тип термоядерного реактора. . ^[147] Проекты токамаков кажутся трудоемкими, ^[148] в то время как риск коммерциализации альтернатив, таких как энергия инерционного термоядерного синтеза, высок из-за нехватки государственных ресурсов. ^[149]

Сценарии с 2010 года отмечают достижения в области компьютерных технологий и материаловедения, позволяющие создавать многоэтапные национальные или с разделением затрат «пилотные установки по термоядерному синтезу» (FPP) по различным технологическим путям, ^{[150] [144] [151] [152 ] [153] [154]} такие как как сферический токамак Великобритании для производства энергии в течение 2030–2040 годов. ^{[155] [156] [157]} Примечательно, что в июне 2021 года компания General Fusion объявила, что примет предложение правительства Великобритании о размещении первой в мире крупной демонстрационной установки по термоядерному синтезу в рамках государственно-частного партнерства в Центре термоядерной энергетики Калхэма . ^[158] Завод будет построен в период с 2022 по 2025 год и призван стать прологом для коммерческих пилотных установок в конце 2025-х годов. Завод будет работать на 70% от полной мощности и, как ожидается, достигнет стабильной температуры плазмы в 150 миллионов градусов. ^[159] В Соединенных Штатах вероятны проекты государственно-частного партнерства с разделением затрат, ^{[160] и в 2022 году Министерство энергетики объявило о новой программе развития термоядерного синтеза, основанной на основных этапах, в качестве центрального элемента своей смелой десятилетней концепции коммерческой термоядерной энергетики, [} 159] ^161] , который предусматривает, что группы под руководством частного сектора разрабатывают предконцептуальные проекты FPP, определяют технологические дорожные карты и проводят исследования и разработки, необходимые для решения критических научных и технических проблем на пути к проекту FPP. ^[162] Технология компактных реакторов, основанная на таких демонстрационных установках, может обеспечить коммерциализацию с помощью подхода флота уже с 2030-х годов ^[163], если удастся найти ранние рынки. ^[157]

Широкое внедрение неядерной возобновляемой энергии изменило энергетический ландшафт. По прогнозам, к 2050 году такие возобновляемые источники энергии будут обеспечивать 74% мировой энергии. ^[164] Постоянное падение цен на возобновляемую энергию бросает вызов экономической конкурентоспособности термоядерной энергетики. ^[165]

Приведенная стоимость энергии (LCOE) для различных источников энергии, включая ветровую, солнечную и ядерную энергию ^[166]

Некоторые экономисты предполагают, что термоядерная энергия вряд ли сможет сравниться с затратами на другие возобновляемые источники энергии . ^[165] Ожидается, что термоядерные установки столкнутся с большими стартовыми и капитальными затратами . Кроме того, эксплуатация и техническое обслуживание, вероятно, будут дорогостоящими. ^[165] Хотя стоимость китайского испытательного реактора термоядерного синтеза не очень хорошо известна, согласно прогнозам, концепция DEMO термоядерного синтеза ЕС будет включать приведенную стоимость энергии (LCOE) в размере 121 доллара США за МВтч. ^[167]

Затраты на топливо низкие, но экономисты предполагают, что стоимость энергии для электростанции мощностью один гигаватт увеличится на 16,5 долларов за МВтч на каждый миллиард долларов увеличения капитальных вложений в строительство. Существует также риск того, что легко получаемый литий будет использован для изготовления батарей. Получение его из морской воды будет очень дорогостоящим и может потребовать больше энергии, чем будет произведено. ^[165]

Напротив, оценки приведенной стоимости энергии из возобновляемых источников существенно ниже. Например, приведенная стоимость энергии солнечной энергии в 2019 году оценивалась в 40–46 долларов США за МВтч, береговая энергия ветра оценивалась в 29–56 долларов США за МВтч, а морская ветроэнергетика — примерно в 92 доллара США за МВтч. ^[168]

Тем не менее, термоядерная энергия все еще может сыграть роль в заполнении энергетических пробелов, оставленных возобновляемыми источниками энергии, ^{[157] [165]} в зависимости от того, как приоритеты администрации в области энергетики и экологической справедливости влияют на рынок. ^[141] В 2020-х годах появились социально-экономические исследования термоядерного синтеза, которые начали учитывать эти факторы, ^[169] а в 2022 году EUROFusion запустила свои направления социально-экономических исследований и перспективных исследований и разработок, чтобы выяснить, как такие факторы могут повлиять на пути и графики коммерциализации. ^[170] Аналогичным образом, в апреле 2023 года Япония объявила о национальной стратегии индустриализации термоядерного синтеза. ^[171] Таким образом, термоядерная энергия может работать в тандеме с другими возобновляемыми источниками энергии, а не становиться основным источником энергии. ^[165] В некоторых приложениях термоядерная энергия может обеспечить базовую нагрузку, особенно если включить в нее интегрированное накопление тепла и когенерацию, а также рассмотреть возможность модернизации угольных электростанций. ^{[157] [165]}

Регулирование

Поскольку пилотные установки по термоядерному синтезу становятся все ближе, необходимо решать юридические и нормативные вопросы. ^{[172] В сентябре 2020 года} Национальная академия наук США провела консультации с частными термоядерными компаниями по вопросу создания национальной пилотной установки. В следующем месяце Министерство энергетики США, Комиссия по ядерному регулированию (NRC) и Ассоциация термоядерной промышленности совместно организовали общественный форум, чтобы начать этот процесс. ^[137] В ноябре 2020 года Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) начало работать с различными странами над созданием стандартов безопасности ^[173] , таких как правила дозирования и обращения с радиоактивными отходами . ^[173] В январе и марте 2021 года СРН провел два открытых заседания по вопросам нормативно-правовой базы. ^{[174] [175]} Подход к совместному участию государственного и частного секторов был одобрен в Законе о консолидированных ассигнованиях HR133 от 27 декабря 2021 года, который санкционировал выделение 325 миллионов долларов в течение пяти лет на партнерскую программу по строительству демонстрационных установок термоядерного синтеза со 100%-ным соответствием от частная промышленность. ^[176] Впоследствии Совет по горизонтам регулирования Великобритании опубликовал отчет, призывающий к созданию нормативной базы в области термоядерного синтеза к началу 2022 года ^[177] , чтобы позиционировать Великобританию как мирового лидера в коммерциализации термоядерной энергии. ^[178] Этот призыв был встречен правительством Великобритании, опубликовавшим в октябре 2021 года « Зеленую книгу по термоядерному синтезу» и «Стратегию термоядерного синтеза » для регулирования и коммерциализации термоядерного синтеза соответственно. ^{[179] [180] [181]} Затем, в апреле 2023 года, в решении, которое, вероятно, повлияет на другие ядерные регулирующие органы, NRC единогласно объявил, что энергия термоядерного синтеза будет регулироваться не как деление, а в соответствии с тем же режимом регулирования, что и ускорители частиц. . ^[182] Впоследствии, в октябре 2023 года, правительство Великобритании, приняв Закон об энергетике 2023 года, сделало Великобританию первой страной, которая приняла законодательство о термоядерном синтезе отдельно от ядерного деления, чтобы поддержать планирование и инвестиции, включая запланированный в Великобритании прототип термоядерной электростанции на 2040 год. ШАГ . ^[183]

Геополитика

Учитывая потенциал термоядерного синтеза для преобразования мировой энергетической промышленности и смягчения последствий изменения климата , ^{[184] [185]} термоядерная наука традиционно рассматривается как неотъемлемая часть научной дипломатии по построению мира . ^{[186] [116]} Однако технологические разработки ^[187] и участие частного сектора вызвали обеспокоенность по поводу интеллектуальной собственности, регулирования, глобального лидерства; ^[184] справедливость и потенциальное вооружение. ^{[140] [188]} Это бросает вызов роли ИТЭР в построении мира и привело к призыву к созданию глобальной комиссии. ^{[188] [189]} Термоядерная энергия, которая внесёт существенный вклад в изменение климата к 2050 году, кажется маловероятной без существенных прорывов и возникновения менталитета космической гонки, ^{[151] [190]} но вклад к 2100 году кажется возможным, причем степень зависит от типа и, в частности, стоимость технологических путей. ^{[191] [192]}

События, произошедшие с конца 2020 года, привели к разговорам о «новой космической гонке» с участием нескольких участников, в которой США противостоят Китаю ^[46] и британской программе STEP FPP. ^{[193] [194]} 24 сентября Палата представителей США одобрила программу исследований и коммерциализации. Секция термоядерных исследований включала в себя поэтапную программу государственно-частного партнерства с разделением затрат, созданную по образцу программы НАСА COTS, которая положила начало коммерческой космической отрасли . ^[137] В феврале 2021 года Национальные академии опубликовали « Привнесение термоядерного синтеза в энергосистему США» , в котором рекомендовали создать рыночную электростанцию ​​с разделением затрат на 2035–2040 годы, ^{[195] [196] [197]} и запустить в Конгрессе программу двухпартийного синтеза. За этим последовало собрание. ^[198]

В декабре 2020 года независимая группа экспертов рассмотрела проектные и научно-исследовательские работы EUROfusion по DEMO, и EUROfusion подтвердила, что приступила к реализации своей дорожной карты по термоядерной энергетике, приступив к концептуальному проектированию DEMO в партнерстве с европейским термоядерным сообществом, предложив ЕС- поддержанная машина вступила в гонку. ^[199]

В ноябре 2023 года Великобритания и США объявили о двустороннем партнерстве по ускорению термоядерной энергетики. Затем, в декабре на COP28, США объявили о своей глобальной стратегии по коммерциализации термоядерной энергии. ^[200]

Преимущества

Энергия термоядерного синтеза обещает обеспечить больше энергии при заданном весе топлива, чем любой топливопотребляющий источник энергии, используемый в настоящее время. ^[201] Топливо (в основном дейтерий ) существует в большом количестве в океане: около 1 из 6500 атомов водорода в морской воде составляет дейтерий. ^[202] Хотя это всего лишь около 0,015%, морской воды много и она легко доступна, а это означает, что термоядерный синтез может обеспечить мировые энергетические потребности на миллионы лет. ^{[203] [204]}

Ожидается, что термоядерные установки первого поколения будут использовать дейтерий-тритиевый топливный цикл. Это потребует использования лития для воспроизводства трития. Неизвестно, как долго мировых поставок лития будет достаточно для удовлетворения этой потребности, а также потребностей аккумуляторной и металлургической промышленности. Ожидается, что установки второго поколения перейдут на более сложную реакцию дейтерий-дейтерий. Реакция дейтерий-гелий-3 также представляет интерес, но легкий изотоп гелия на Земле практически не существует. Считается, что он существует в полезных количествах в лунном реголите и в изобилии присутствует в атмосферах планет-газовых гигантов.

Энергия термоядерного синтеза может быть использована для так называемого «глубинного космоса» в Солнечной системе ^{[205] [206]} и для исследования межзвездного пространства , где солнечная энергия недоступна, в том числе с помощью гибридных двигателей синтеза антивещества . ^{[207] [208]}

Недостатки

Термоядерная энергия имеет ряд недостатков. Поскольку 80 процентов энергии в любом реакторе, работающем на дейтерии и тритии, поступает в виде нейтронных потоков, такие реакторы имеют многие недостатки реакторов деления. Это включает в себя производство большого количества радиоактивных отходов и серьезные радиационные повреждения компонентов реактора. Кроме того, природный тритий встречается крайне редко. Хотя есть надежда, что термоядерные реакторы смогут производить собственный тритий, самообеспеченность тритием чрезвычайно сложна, не в последнюю очередь потому, что тритий трудно сдержать (тритий просочился с 48 из 65 ядерных объектов в США ^[209] ). В любом случае потребности в запасах и стартовых запасах трития, вероятно, будут неприемлемо велики. ^[210]

Если реакторы можно будет заставить работать только на дейтериевом топливе, то проблема пополнения запасов трития будет устранена, а ущерб от нейтронного излучения может быть уменьшен. Однако вероятности дейтерий-дейтериевых реакций примерно в 20 раз ниже, чем для дейтерий-тритиевых. Кроме того, необходимая температура примерно в 3 раза выше, чем для дейтерий-трития (см. поперечное сечение). Таким образом, более высокие температуры и более низкие скорости реакций значительно усложняют инженерные задачи. В любом случае остаются и другие недостатки: например, реакторы, требующие только дейтериевого топлива, будут иметь значительно повышенный потенциал распространения ядерного оружия.

История

Великобритания утверждала, что впервые получила термоядерный синтез на ZETA в 1957 году, но позже это утверждение пришлось отозвать.

Ранние эксперименты

Раннее фото плазмы внутри пинч-машины (Имперский колледж, 1950–1951 гг.)

Первой машиной, достигшей управляемого термоядерного синтеза, была пинч-машина под названием «Сцилла I» в Лос-Аламосской национальной лаборатории, созданная в начале 1958 года. Группу, добившуюся этого, возглавлял британский ученый по имени Джеймс Так , в ее состав входил молодой Маршалл Розенблют . Так участвовал в Манхэттенском проекте, но в начале 1950-х годов переключился на работу над термоядерным синтезом. Он подал заявку на финансирование проекта в рамках спонсируемого Белым домом конкурса на разработку термоядерного реактора вместе с Лайманом Спитцером . Спитцер продолжил разработку концепции Stellarator в Принстоне. В прошлом, 1957 году, британцы заявили, что им удалось добиться реакции термоядерного синтеза на машине Зета-пинч . Однако оказалось, что нейтроны, которые они обнаружили, возникли в результате взаимодействия пучка с мишенью, а не термоядерного синтеза, и они отозвали иск.

В то время «Сцилла I» была засекреченной машиной, поэтому тот факт, что человечество продемонстрировало массовый управляемый ядерный синтез, был скрыт от общественности. Традиционный Z-пинч пропускает ток вниз по центру плазмы, создавая магнитную силу снаружи, сжимающую плазму до условий термоядерного синтеза. Сцилла I представляла собой вариацию этой основной идеи; это был θ-пинч, который пропускает ток снаружи, создавая магнитную силу в центре. ^[35] Сцилла I была машиной θ-пинча с цилиндром, полным дейтерия. ^{[34] [35]} После успеха «Сциллы-I» в Лос-Аламосе в течение следующих нескольких лет продолжилось строительство нескольких пинч-машин. Но проблема с пинчами заключалась в том, что они были нестабильны из-за целого ряда нестабильностей.

В этот период параллельно разрабатывалось множество подходов к термоядерному синтезу, и Принстон стал центром исследований Stellarator. Его пионером стал Лайман Спитцер . Хотя термоядерный синтез не состоялся сразу, эти усилия привели к созданию Принстонской лаборатории физики плазмы . ^{[211] [212]}

Первый токамак

Концепция токамака возникла в 1950–1951 годах у И. Е. Тамма и А. Д. Сахарова в Советском Союзе . Токамак по сути сочетал в себе пинч малой мощности и стелларатор малой мощности. ^{[186] Группа} А.Д. Сахарова построила первые токамаки, осуществив первую квазистационарную реакцию синтеза. ^{[213] :90}

Со временем возникла концепция «продвинутого токамака», включавшая некруглую плазму, внутренние диверторы и ограничители, сверхпроводящие магниты, работу в так называемом «H-модовом» острове повышенной стабильности ^[214] и компактный токамак с магниты внутри вакуумной камеры. ^{[215] [216]}

Магнитные зеркала страдают от торцевых потерь, требующих высокой мощности и сложных магнитных конструкций, таких как бейсбольная катушка, изображенная здесь.

Первые эксперименты по инерционному удержанию

Лазерный синтез был предложен в 1962 году учеными Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL), вскоре после изобретения лазера в 1960 году. Исследования термоядерного синтеза с инерционным ограничением (с использованием лазеров) начались еще в 1965 году. В LLNL было построено несколько лазерных систем. В их число входили « Аргус» , «Циклоп» , «Янус» , «Длинный путь », лазер «Шива» и « Нова» . ^[217]

Достижения в области лазеров включали кристаллы с утроением частоты, которые преобразовывали инфракрасные лазерные лучи в ультрафиолетовые лучи, и «чирикание», которое превращало одну длину волны в полный спектр, который можно было усиливать, а затем восстанавливать в одну частоту. ^[218] Лазерные исследования также съедали деньги: в 1980-х годах на них ушло более одного миллиарда долларов. ^[219]

1980-е годы

Токамаки Tore Supra , JET , T-15 и JT-60 были построены в 1980-х годах. ^{[220] [221]} В 1984 году Мартин Пэн из ORNL предложил сферический токамак с гораздо меньшим радиусом. ^[222] В центре использовался один большой проводник с магнитами в виде полуколец от этого проводника. Соотношение сторон упало до 1,2. ^{[223] :B247 [224] :225} Защита Пэна привлекла интерес Дерека Робинсона , который построил токамак с малым удлинением (START). ^[223]

1990-е годы

В 1991 году в ходе предварительного тритиевого эксперимента в Объединенном европейском Торе был достигнут первый в мире контролируемый выброс термоядерной энергии. ^[225]

В 1996 году Торе Супра создал плазму в течение двух минут с током почти 1 миллион ампер, суммарно впрыскиваемую и извлекаемую энергию 280 МДж. ^[226]

В 1997 году JET произвел пиковую мощность термоядерного синтеза в 16,1 МВт (65% тепла в плазме, ^[227] ) с термоядерной мощностью более 10 МВт, поддерживаемой в течение более 0,5 секунды. ^[228]

2000-е

Сферический токамак Mega Ampere был введен в эксплуатацию в Великобритании в 1999 году.

«Быстрое зажигание» ^{[229] [230]} позволило сэкономить энергию и подтолкнуло ICF к гонке за производством энергии.

В 2006 году было завершено строительство испытательного реактора экспериментального сверхпроводящего токамака (EAST) в Китае . ^[231] Это был первый токамак, в котором использовались сверхпроводящие магниты для генерации как тороидальных, так и полоидальных полей.

В марте 2009 года вступил в строй лазерный ICF NIF . ^[232]

В 2000-х годах в гонку вступили частные термоядерные компании, в том числе TAE Technologies , ^[233] General Fusion , ^{[234] [235]} и Tokamak Energy . ^[236]

2010-е годы

Предусилители Национальной установки зажигания. В 2012 году NIF добился мощности в 500 тераватт.

Wendelstein7X в стадии строительства

Пример конструкции стелларатора: система катушек (синяя) окружает плазму (желтая). Линия магнитного поля выделена зеленым цветом на желтой поверхности плазмы.

Частные и государственные исследования ускорились в 2010-х годах. General Fusion разработала технологию плазменного инжектора, а Tri Alpha Energy протестировала свое устройство C-2U. ^[237] Начал работу французский лазерный мегаджоуль . NIF добился чистого прироста энергии ^[238] в 2013 году, который определяется в очень ограниченном смысле как горячая точка в ядре рухнувшей мишени, а не вся мишень. ^[239]

В 2014 году Phoenix Nuclear Labs продала высокопроизводительный генератор нейтронов , который мог поддерживать 5×10 ^{11 реакций синтеза} дейтерия в секунду в течение 24 часов. ^[240]

В 2015 году Массачусетский технологический институт анонсировал токамак , который он назвал термоядерным реактором ARC , в котором используются сверхпроводящие ленты из редкоземельного оксида бария и меди (REBCO) для производства катушек с сильным магнитным полем, которые, по его утверждению, могут создавать сопоставимую напряженность магнитного поля в меньшей конфигурации, чем другие конструкции. . ^[241]

В октябре исследователи из Института физики плазмы Макса Планка в Грайфсвальде, Германия, завершили строительство крупнейшего на сегодняшний день стелларатора Wendelstein 7-X (W7-X). Стелларатор W7-X приступил к этапу 1 эксплуатации (OP1.1) 10 декабря 2015 года, успешно производя гелиевую плазму. ^[242] Целью было протестировать жизненно важные системы и понять физику машины. К февралю 2016 года была достигнута водородная плазма с температурой до 100 миллионов Кельвинов. В первоначальных тестах использовались пять графитовых ограничителей. После более чем 2000 импульсов и достижения важных результатов OP1.1 завершился 10 марта 2016 года. За этим последовала модернизация, и OP1.2 в 2017 году был направлен на испытание неохлаждаемого дивертора. К июню 2018 года были достигнуты рекордные температуры. W7-X завершил свои первые кампании испытаниями ограничителя и островного дивертора, добившись заметных успехов к концу 2018 года. ^{[243] [244] [245]} Вскоре он начал производить гелиевую и водородную плазму длительностью до 30 минут. ^[246]

В 2017 году в эксплуатацию вступила в эксплуатацию плазменная установка пятого поколения компании Helion Energy . ^[247] Установка ST40 британской компании Tokamak Energy произвела «первую плазму». ^[248] В следующем году Eni объявила об инвестициях в размере 50 миллионов долларов в Commonwealth Fusion Systems , чтобы попытаться коммерциализировать технологию ARC MIT . ^{[249] [250] [251] [252]}

2020-е годы

В январе 2021 года SuperOx объявила о выпуске на рынок нового сверхпроводящего провода с током более 700 А/мм ^{2 . [253]}

Компания TAE Technologies объявила результаты своего устройства Norman, удерживающего температуру около 60 МК в течение 30 миллисекунд, что в 8 и 10 раз выше соответственно, чем у предыдущих устройств компании. ^[254]

В октябре базирующаяся в Оксфорде компания First Light Fusion представила свой проект термоядерного синтеза, который запускает алюминиевый диск в термоядерную цель, ускоряемый электрическим импульсом мощностью 9 мегаампер и достигающий скорости 20 километров в секунду (12 миль/с). В результате синтеза образуются нейтроны, энергия которых улавливается в виде тепла. ^[255]

8 ноября в приглашенном докладе на 63-м ежегодном собрании Отделения физики плазмы APS ^[256] Национальный центр зажигания заявил, что ^[257] впервые вызвал термоядерное воспламенение в лаборатории 8 августа 2021 года. в более чем 60-летней истории программы ICF. ^{[258] [259]} Выстрел дал 1,3 МДж энергии термоядерного синтеза, что более чем в 8 раз больше, чем в испытаниях, проведенных весной 2021 года. ^[257] По оценкам NIF, 230 кДж энергии достигло топливной капсулы, что привело к почти 6-кратному увеличению Выход энергии из капсулы. ^[257] Исследователь из Имперского колледжа Лондона заявил, что большинство исследователей согласились с тем, что возгорание было продемонстрировано. ^[257]

В ноябре 2021 года Helion Energy сообщила о получении финансирования в размере 500 миллионов долларов США в рамках серии E для своего устройства Polaris седьмого поколения, предназначенного для демонстрации чистого производства электроэнергии, с дополнительными обязательствами в размере 1,7 миллиарда долларов США, привязанными к конкретным этапам ^[260] , в то время как Commonwealth Fusion Systems подняла дополнительные 1,8 миллиарда долларов в виде финансирования серии B для строительства и эксплуатации токамака SPARC , что является крупнейшей инвестицией в любой частной термоядерной компании. ^[261]

В апреле 2022 года компания First Light объявила, что их прототип термоядерного гиперзвукового снаряда произвел нейтроны, совместимые с термоядерным синтезом. Их технология электромагнитно стреляет снарядами со скоростью 19 Маха по топливной таблетке в клетке. Дейтериевое топливо сжимается со скоростью 204 Маха, достигая уровня давления 100 ТПа. ^[262]

13 декабря 2022 года Министерство энергетики США сообщило, что исследователи из Национального центра зажигания добились чистого прироста энергии в результате реакции термоядерного синтеза. Реакция водородного топлива на установке произвела около 3,15 МДж энергии при потреблении 2,05 МДж энергии. Однако, хотя реакции синтеза могли произвести более 3 мегаджоулей энергии — больше, чем было доставлено к цели, — 192 лазера NIF потребляли 322 МДж энергии сетки в процессе преобразования. ^{[1] [2] [263] [264]}

В мае 2023 года Министерство энергетики США (DOE) предоставило грант в размере 46 миллионов долларов восьми компаниям в семи штатах на поддержку проектирования и исследований термоядерных электростанций. Это финансирование в рамках Программы развития термоядерного синтеза на основе Milestone соответствует целям демонстрации пилотного термоядерного синтеза в течение десятилетия и разработки термоядерного синтеза как углеродно-нейтрального источника энергии к 2050 году. Перед грантованными компаниями стоит задача решить научные и технические проблемы. создать жизнеспособные проекты пилотных термоядерных установок в ближайшие 5–10 лет. В число фирм-получателей входят Commonwealth Fusion Systems, Focused Energy Inc., Princeton Stellarators Inc., Realta Fusion Inc., Tokamak Energy Inc., Type One Energy Group, Xcimer Energy Inc. и Zap Energy Inc. ^[265]

В декабре 2023 года в Наке , Япония , был открыт самый большой и современный токамак JT-60SA . Реактор является совместным проектом Японии и Европейского Союза. Реактор получил свою первую плазму в октябре 2023 года. ^[266]

Рекорды

Рекорды Fusion продолжают прогрессировать:

Смотрите также

• Энергетический портал
• Портал ядерных технологий

• Процесс COLEX для производства Ли-6
• Термоядерное зажигание
• Термоядерный реактор с высокой бета-версией
• Инерционное электростатическое удержание
• Левитирующий диполь
• Список экспериментов по термоядерному синтезу
• Магнитное зеркало

Рекомендации

1. Чанг, Кеннет (13 декабря 2022 г.). «Ученые добились прорыва в ядерном синтезе с помощью взрыва 192 лазеров. Достижения исследователей Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса будут использованы для дальнейшего развития исследований в области термоядерной энергии». Нью-Йорк Таймс . Проверено 13 декабря 2022 г.
2. «Национальная лаборатория Министерства энергетики делает историю, достигнув термоядерного зажигания» . Министерство энергетики США . 13 декабря 2022 . Проверено 13 декабря 2022 г.
3. Фогт, Адриенн; Хейс, Майк; Нильсен, Элла; Хаммонд, Элиза (13 декабря 2022 г.). «13 декабря 2022 года официальные лица США объявляют о прорыве в области ядерного синтеза». CNN . Проверено 14 декабря 2022 г.
4. Гарднер, Тимоти. «Американские ученые во второй раз повторяют прорыв в области термоядерного зажигания». Рейтер . № 13 декабря 2022 г. Проверено 13 февраля 2024 г.
5. «Деление и синтез могут давать энергию» . Hyperphysical.phy-astr.gsu.edu . Проверено 30 октября 2014 г.
6. Майли, GH; Таунер, Х.; Ивич, Н. (17 июня 1974 г.). Сечения синтеза и реакционная способность (Технический отчет). дои : 10.2172/4014032 . OSTI  4014032 – через Osti.gov.
7. Lawson, JD (1 декабря 1956 г.). «Некоторые критерии энергетического термоядерного реактора». Труды Физического общества. Раздел Б. Издательство ИОП. 70 (1): 6–10. дои : 10.1088/0370-1301/70/1/303. ISSN  0370-1301.
8. Вурзель, Сэмюэл Э. и Скотт С. Сюй. «Прогресс в направлении безубыточности и прироста энергии термоядерного синтеза, измеренный по критерию Лоусона». Препринт arXiv arXiv:2105.10954 (2021 г.).
9. «Три критерия Лоусона» . ЕФДА. 25 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 11 сентября 2014 г. Проверено 24 августа 2014 г.
10. «Тройной продукт». ЕФДА. 20 июня 2014 г. Архивировано из оригинала 11 сентября 2014 г. Проверено 24 августа 2014 г.
11. Чиоккио, Стефано. «ИТЭР и Международный ИТЭР и международное научное сотрудничество» (PDF) .
12. «Энергия лазерного инерционного синтеза». Life.llnl.gov. Архивировано из оригинала 15 сентября 2014 г. Проверено 24 августа 2014 г.
13. Барр, WL; Мойр, RW; Гамильтон, GW (1982). «Результаты экспериментов с прямым преобразователем луча на 100 кВ». Журнал термоядерной энергетики . ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа». 2 (2): 131–143. Бибкод : 1982JFuE....2..131B. дои : 10.1007/bf01054580. ISSN  0164-0313. S2CID  120604056.
14. Фитцпатрик, Ричард (2014). Физика плазмы: введение . Бока-Ратон, Флорида. ISBN 978-1466594265. ОКЛК  900866248.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
15. Альфвен, Х. (1942). «Существование электромагнитно-гидродинамических волн». Природа . 150 (3805): 405–406. Бибкод : 1942Natur.150..405A. дои : 10.1038/150405d0. S2CID  4072220.
16. Тушевский, М. (1988). «Полевые обратные конфигурации». Ядерный синтез (представлена ​​рукопись). 28 (11): 2033–2092. дои : 10.1088/0029-5515/28/11/008 . S2CID  122791237.
17. Сиджой, компакт-диск; Чатурведи, Шашанк (2012). «Эйлерова МГД-модель для анализа сжатия магнитного потока за счет расширения сферы диамагнитной термоядерной плазмы». Термоядерная инженерия и дизайн . 87 (2): 104–117. дои : 10.1016/j.fusengdes.2011.10.012. ISSN  0920-3796.
18. Пост, РФ (1958). Международная конференция Организации Объединенных Наций по мирному использованию атомной энергии (ред.). Материалы второй Международной конференции Организации Объединенных Наций по мирному использованию атомной энергии, состоявшейся в Женеве 1 – 13 сентября 1958 г. Том. 32. Женева, Швейцария: Организация Объединенных Наций. ОСЛК  643589395.
19. "Всемиры-Токамаки" . www.tokamak.info . Проверено 11 октября 2020 г.
20. «Первая плазма: термоядерное устройство Wendelstein 7-X сейчас работает» . www.ipp.mpg.de. _ Проверено 11 октября 2020 г.
21. Чендлер, Дэвид (19 марта 2008 г.). «MIT тестирует уникальный подход к термоядерной энергии». Новости Массачусетского технологического института | Массачусетский Институт Технологий . Проверено 11 октября 2020 г.
22. Post, РФ (1 января 1970 г.), «Зеркальные системы: топливные циклы, снижение потерь и восстановление энергии», Термоядерные реакторы , Материалы конференции, Thomas Telford Publishing, стр. 99–111, doi : 10.1680/nfr.44661 , ISBN 978-0727744661, получено 11 октября 2020 г.
23. Беровиц, Дж.; Град, Х.; Рубин, Х. (1958). Материалы второй Международной конференции ООН по мирному использованию атомной энергии. Том. 31. Женева: Организация Объединенных Наций. ОСЛК  840480538.
24. Багрянский, Пенсильвания; Шалашов А.Г.; Господиков, Е.Д.; Лизунов А.А.; Максимов В.В.; Приходько В.В.; Солдаткина Е.И.; Соломахин А.Л.; Яковлев Д.В. (18 мая 2015 г.). «Трехкратное увеличение объемной электронной температуры плазменных разрядов в магнитно-зеркальном устройстве». Письма о физических отзывах . 114 (20): 205001. arXiv : 1411.6288 . Бибкод : 2015PhRvL.114t5001B. doi : 10.1103/physrevlett.114.205001. ISSN  0031-9007. PMID  26047233. S2CID  118484958.
25. Фрейдберг, Джеффри П. (2007). Физика плазмы и термоядерная энергия. Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0521851077.
26. Долан, Томас Дж., изд. (2013). Технология магнитного синтеза . Конспект лекций по энергетике. Том. 19. Лондон, Англия: Спрингер Лондон. стр. 30–40. дои : 10.1007/978-1-4471-5556-0. ISBN 978-1447155553. ISSN  2195-1284.
27. Д. А. Сазерленд, Т. Р. Джарбо и др., «Динамомак: усовершенствованная концепция реактора-сферомака с приводом тока навязанного динамо-машины и технологиями ядерной энергетики следующего поколения», Fusion Engineering and Design, Том 89, выпуск 4, апрель 2014 г., стр. 412–425.
28. Джарбо, TR и др. «Формирование сферомаков методом устойчивой индуктивной спиральной инъекции». Письма о физическом обзоре 97.11 (2006): 115003
29. Джарбо, TR и др. «Последние результаты эксперимента HIT-SI». Ядерный синтез 51.6 (2011): 063029
30. Наколлс, Джон; Вуд, Лоуэлл; Тиссен, Альберт; Циммерман, Джордж (1972). «Лазерное сжатие материи до сверхвысоких плотностей: термоядерные (CTR) применения». Природа . 239 (5368): 139–142. Бибкод : 1972Natur.239..139N. дои : 10.1038/239139a0. S2CID  45684425.
31. Террелл, Артур (2021). Как построить звезду: наука о ядерном синтезе и стремление использовать его силу. Место публикации не указано: Weidenfeld & Nicolson. ISBN 978-1474611596. ОСЛК  1048447399.
32. Тио, YCF (1 апреля 2008 г.). «Состояние программы США по магнитоинерционному синтезу». Физический журнал: серия конференций . Издательство ИОП. 112 (4): 042084. Бибкод : 2008JPhCS.112d2084T. дои : 10.1088/1742-6596/112/4/042084 . ISSN  1742-6596.
33. Шарп, WM; и другие. (2011). Инерционный синтез, управляемый интенсивными пучками тяжелых ионов (PDF) . Материалы конференции по ускорителям частиц 2011 г. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США. п. 1386. Архивировано из оригинала (PDF) 26 ноября 2017 г. Проверено 3 августа 2019 г.
34. Сейфе, Чарльз (2008). Солнце в бутылке: странная история термоядерного синтеза и наука принятия желаемого за действительное . Нью-Йорк: Викинг. ISBN 978-0670020331. ОКЛК  213765956.
35. Филлипс, Джеймс (1983). «Магнитный синтез». Лос-Аламосская наука : 64–67. Архивировано из оригинала 23 декабря 2016 г. Проверено 4 апреля 2013 г.
36. "Эксперименты с Z-пинчем потока" . Аэронавтика и космонавтика . 7 ноября 2014 года . Проверено 11 октября 2020 г.
37. "Зап Энергия". Зап Энергия. Архивировано из оригинала 13 февраля 2020 г. Проверено 13 февраля 2020 г.
38. «Совет директоров». ЗАП ЭНЕРГИЯ . Проверено 8 сентября 2020 г.
39. «Chevron объявляет об инвестициях в стартап по ядерному синтезу Zap Energy» . Энергетические технологии | Новости энергетики и анализ рынка . 13 августа 2020 г. . Проверено 8 сентября 2020 г.
40. Шривастава, Кришна М.; Вяс, Д.Н. (1982). «Нелинейный анализ устойчивости винтового зажима». Астрофизика и космическая наука . Спрингер Природа. 86 (1): 71–89. Бибкод : 1982Ap&SS..86...71S. дои : 10.1007/bf00651831. ISSN  0004-640X. S2CID  121575638.
41. Райдер, Тодд Х. (1995). «Общая критика термоядерных систем с инерционно-электростатическим удержанием». Физика плазмы . Издательство АИП. 2 (6): 1853–1872. Бибкод : 1995PhPl....2.1853R. дои : 10.1063/1.871273. hdl : 1721.1/29869 . ISSN  1070-664X. S2CID  12336904.
42. Клайнс, Том (14 февраля 2012 г.). «Мальчик, который играл с фьюжн». Популярная наука . Проверено 3 августа 2019 г.
43. Патент США 5,160,695, Роберт В. Бассар, «Метод и устройство для создания и управления реакциями ядерного синтеза», выдан 3 ноября 1992 г.
44. Таччетти, Дж. М.; Интратор, ТП; Вурден, Джорджия; Чжан, Ю.Ю.; Арагонес, Р.; Ассмус, ПН; Бас, СМ; Кэри, К.; де Врис, SA; Фиенуп, WJ; Фурно, И. (25 сентября 2003 г.). «FRX-L: плазменный инжектор с обращенной конфигурацией поля для синтеза намагниченных мишеней». Обзор научных инструментов . 74 (10): 4314–4323. Бибкод : 2003RScI...74.4314T. дои : 10.1063/1.1606534. ISSN  0034-6748.
45. Сюй, Южная Каролина; Ого, Ти Джей; Брокингтон, С.; Кейс, А.; Кассибри, Джей Ти; Каган, Г.; Мессер, С.Дж.; Станик, М.; Тан, X.; Уэлч, доктор медицинских наук; Уизерспун, Флорида (2012). «Сферически имплозирующие плазменные лайнеры как движущая сила магнитоинерционного синтеза». Транзакции IEEE по науке о плазме . 40 (5): 1287–1298. Бибкод : 2012ITPS...40.1287H. дои : 10.1109/TPS.2012.2186829. ISSN  1939-9375. S2CID  32998378.
46. Клайнс, Том (2020). «5 великих идей термоядерной энергетики: стартапы, университеты и крупные компании соперничают за коммерциализацию термоядерного реактора». IEEE-спектр . 57 (2): 30–37. doi : 10.1109/MSPEC.2020.8976899. ISSN  0018-9235. S2CID  211059641.
47. Нагамине 2003.
48. Нагамин, К. (2007). Введение в мюонную науку. Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0521038201. ОСЛК  124025585.
49. Барамсай, Баярдадрах; Беньо, Тереза; Форсли, Лоуренс; Стейнец, Брюс (27 февраля 2022 г.). «Новый путь НАСА к термоядерной энергии». IEEE-спектр .
50. Стейнец, Брюс М.; Беньо, Тереза ​​Л.; Хаит, Арнон; Хендрикс, Роберт С.; Форсли, Лоуренс П.; Барамсай, Баярбадрах; Угоровский, Филип Б.; Бекс, Майкл Д.; Сосны, Владимир; Пайнс, Марианна; Мартин, Ричард Э.; Пенни, Николас; Фралик, Гюстав К.; Сандифер, Карл Э. (20 апреля 2020 г.). «Новые ядерные реакции, наблюдаемые в дейтерированных металлах, облученных тормозным излучением». Физический обзор C . 101 (4): 044610. Бибкод : 2020PhRvC.101d4610S. doi : 10.1103/physrevc.101.044610. S2CID  219083603 – через APS.
51. «Физика плазмы». Объявления о правительственных отчетах . 72 : 194. 1972.
52. Катвала, Амит (16 февраля 2022 г.). «DeepMind обучил ИИ управлять ядерным синтезом». Проводной . ISSN  1059-1028 . Проверено 17 февраля 2022 г.
53. Катвала, Амит. «DeepMind обучил ИИ управлять ядерным синтезом». Проводной .
54. Майли, Джордж Х. (2013). Инерционный электростатический синтез (IEC): основы и приложения. Мурали, С. Крупакар. Дордрехт: Спрингер. ISBN 978-1461493389. ОСЛК  878605320.
55. Кункель, ВБ (1981). «Инжекция нейтрального пучка». В Теллере, Э. (ред.). Слияние . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. ISBN 978-0126852417.
56. Эркманн, В; Гаспарино, Ю (1 декабря 1994 г.). «Электронно-циклотронный резонансный нагрев и возбуждение тока в тороидальной термоядерной плазме». Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез . 36 (12): 1869–1962. Бибкод : 1994PPCF...36.1869E. дои : 10.1088/0741-3335/36/12/001. ISSN  0741-3335. S2CID  250897078.
57. Оно, Ю.; Танабэ, Х.; Ямада, Т.; Ги, К.; Ватанабэ, Т.; Ий, Т.; Грязневич М.; Сканнелл, Р.; Конвей, Н.; Кроули, Б.; Майкл, К. (1 мая 2015 г.). «Мощный нагрев магнитного пересоединения в экспериментах по слиянию токамаков». Физика плазмы . 22 (5): 055708. Бибкод : 2015PhPl...22e5708O. дои : 10.1063/1.4920944. hdl : 1885/28549 . ISSN  1070-664X.
58. Ямада, М.; Чен, Л.-Дж.; Йо, Дж.; Ван, С.; Фокс, В.; Хара-Альмонте, Дж.; Джи, Х.; Дотон, В.; Ле, А.; Берч, Дж.; Джайлз, Б. (6 декабря 2018 г.). «Двухжидкостная динамика и энергетика асимметричного магнитного пересоединения в лабораторной и космической плазме». Природные коммуникации . 9 (1): 5223. Бибкод : 2018NatCo...9.5223Y. дои : 10.1038/s41467-018-07680-2. ISSN  2041-1723. ПМК 6283883 . ПМИД  30523290. 
59. Макгуайр, Томас. Нагрев плазмы для термоядерного синтеза с использованием колебаний магнитного поля. ТОО «Бейкер Боттс», правопреемник. Выдано: 02.04.14, Патент 14/243,447. Н-ная печать.
60. «На пути к термоядерному реактору», Nuclear Fusion , IOP Publishing Ltd, 2002, doi : 10.1887/0750307056/b888c9, ISBN 0750307056, получено 12 декабря 2021 г.
61. Пирсон, Ричард Дж; Такеда, Шутаро (2020), «Обзор подходов к термоядерной энергии», Коммерциализация термоядерной энергии , IOP Publishing, doi : 10.1088/978-0-7503-2719-0ch2, ISBN 978-0750327190, S2CID  234561187 , получено 12 декабря 2021 г.
62. Лабик, Джордж; Браун, Том; Джонсон, Дэйв; Помфри, Нил; Страттон, Брентли; Виола, Майкл; Зарнсторф, Майкл; Дуко, Майк; Эдвардс, Джон; Коул, Майк; Лазарус, Эд (2007). «Проектирование и установка внешних контуров магнитного потока в вакуумном сосуде для эксперимента в Национальном компактном стеллараторе». 2007 22-й симпозиум IEEE по термоядерной технике . стр. 1–3. doi : 10.1109/FUSION.2007.4337935. ISBN 978-1424411931. S2CID  9298179.
63. Пак, Джеён; Кралл, Николас А.; Зик, Пол Э.; Офферманн, Дастин Т.; Скилликорн, Майкл; Санчес, Эндрю; Дэвис, Кевин; Олдерсон, Эрик; Лапента, Джованни (1 июня 2014 г.). «Удержание электронов высоких энергий в конфигурации магнитного узла». Физический обзор X . 5 (2): 021024.arXiv : 1406.0133 . Бибкод : 2015PhRvX...5b1024P. doi : 10.1103/PhysRevX.5.021024. S2CID  118478508.
64. Мотт-Смит, HM; Ленгмюр, Ирвинг (1 сентября 1926 г.). «Теория коллекторов в газовых разрядах». Физический обзор . Американское физическое общество (APS). 28 (4): 727–763. Бибкод : 1926PhRv...28..727M. doi : 10.1103/physrev.28.727. ISSN  0031-899X.
65. Эсарей, Эрик; Райд, Салли К.; Спрэнгл, Филипп (1 сентября 1993 г.). «Нелинейное томсоновское рассеяние интенсивных лазерных импульсов на пучках и плазме». Физический обзор E . Американское физическое общество (APS). 48 (4): 3003–3021. Бибкод : 1993PhRvE..48.3003E. doi : 10.1103/physreve.48.3003. ISSN  1063-651X. ПМИД  9960936.
66. Кантор, М. Ю; Донне, AJH; Джасперс, Р.; ван дер Мейден, HJ (26 февраля 2009 г.). «Система рассеяния Томсона на токамаке TEXTOR с использованием многопроходной конфигурации лазерного луча». Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез . 51 (5): 055002. Бибкод : 2009PPCF...51e5002K. дои : 10.1088/0741-3335/51/5/055002. ISSN  0741-3335. S2CID  123495440.
67. Цульфанидис, Николас (1995). Измерение и обнаружение радиации. Библиотечный Бытие. Вашингтон, округ Колумбия: Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1560323174.
68. Нолл, Гленн Ф. (2010). Обнаружение и измерение радиации (4-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли. ISBN 978-0470131480. ОСЛК  612350364.
69. Лармор, Джозеф (1 января 1897 г.). «IX. Динамическая теория электрической и светоносной среды. Часть III. Связь с материальными средами». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия А, содержащая статьи математического или физического характера . 190 : 205–300. Бибкод : 1897RSPTA.190..205L. дои : 10.1098/rsta.1897.0020 .
70. Стотт П.Е., Горини Дж., Прандони П., Синдони Э., ред. (1998). Диагностика экспериментальных термоядерных реакторов 2 . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-1461553533. ОКЛК  828735433.
71. Исияма, Синтаро; Муто, Ясуши; Като, Ясуёси; Нисио, Сатоши; Хаяси, Такуми; Номото, Ясунобу (1 марта 2008 г.). «Исследование выработки электроэнергии паровой, гелиевой и сверхкритической турбиной CO2 в прототипе термоядерного энергетического реактора». Прогресс в атомной энергетике . Инновационные ядерно-энергетические системы для устойчивого развития мира. Материалы второго международного симпозиума COE-INES, INES-2, 26–30 ноября 2006 г., Иокогама, Япония. 50 (2): 325–332. doi :10.1016/j.pnucene.2007.11.078. ISSN  0149-1970.
72. Анклам, Т.; Саймон, Эй Джей; Пауэрс, С.; Мейер, WR (2 декабря 2010 г.). «ЖИЗНЬ: Аргументы в пользу ранней коммерциализации термоядерной энергии» (PDF) . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, LLNL-JRNL-463536. Архивировано из оригинала (PDF) 4 сентября 2015 г. Проверено 30 октября 2014 г.
73. Ханаор, ДАХ; Колб, МХХ; Ган, Ю.; Камла, М.; Книттер, Р. (2014). «Растворный синтез смешанофазных материалов в системе Li ₂ TiO ₃ -Li ₄ SiO ₄ ». Журнал ядерных материалов . 456 : 151–161. arXiv : 1410.7128 . Бибкод : 2015JNuM..456..151H. doi :10.1016/j.jnucmat.2014.09.028. S2CID  94426898.
74. Барр, Уильям Л.; Мойр, Ральф В. (1 января 1983 г.). «Результаты испытаний плазменных преобразователей прямого действия». Ядерные технологии – термоядерный синтез . 3 (1): 98–111. Бибкод : 1983NucTF...3...98B. дои : 10.13182/FST83-A20820. ISSN  0272-3921.
75. Бут, Уильям (9 октября 1987 г.). «Нафталин Fusion стоимостью 372 миллиона долларов». Наука . 238 (4824): 152–155. Бибкод : 1987Sci...238..152B. дои : 10.1126/science.238.4824.152. ПМИД  17800453.
76. Град, Гарольд (2016). Сдерживание в плазменных системах с выступами (классическое переиздание). Забытые книги. ISBN 978-1333477035. ОКЛК  980257709.
77. Ли, Крис (22 июня 2015 г.). «Магнитное зеркало обещает термоядерный синтез». Арс Техника . Проверено 11 октября 2020 г.
78. Пфальцнер, Сюзанна. (2006). Введение в термоядерный синтез с инерционным удержанием. Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис/CRC Press. ISBN 1420011847. ОСЛК  72564680.
79. Торсон, Тимоти А. (1996). Характеристика ионного потока и термоядерной реактивности сферически сходящегося ионного фокуса. Университет Висконсина, Мэдисон.
80. Барнс, округ Колумбия; Небель, РА (июль 1998 г.). «Устойчивые, тепловые равновесия, сферические колебания плазмы большой амплитуды в устройствах электростатического удержания». Физика плазмы . 5 (7): 2498–2503. Бибкод : 1998PhPl....5.2498B. дои : 10.1063/1.872933. ISSN  1070-664X.
81. Хеддич, Джон; Боуден-Рид, Ричард; Хачан, Джо (октябрь 2015 г.). «Сплав в инерционном электростатическом удерживающем устройстве с магнитно-экранированной сеткой». Физика плазмы . 22 (10): 102705. arXiv : 1510.01788 . дои : 10.1063/1.4933213. ISSN  1070-664X.
82. Карр, М.; Хачан, Дж. (2013). «Смещенный зондовый анализ образования потенциальной ямы только в электронном магнитном поле Поливелла с низким бета-излучением». Физика плазмы . 20 (5): 052504. Бибкод : 2013PhPl...20e2504C. дои : 10.1063/1.4804279.
83. Зиканд, Пол; Вольберг, Рэндалл (2017). Корпорация Fusion One (PDF) . Корпорация Fusion One.
84. Ацени, Стефано; Мейер-тер-Вен, Юрген (3 июня 2004 г.). Физика инерционного синтеза: взаимодействие пучков с плазмой, гидродинамика, горячая плотная материя. ОУП Оксфорд. стр. 12–13. ISBN 978-0191524059.
85. Веларде, Гильермо; Мартинес-Валь, Хосе Мария; Ронен, Игаль (1993). Ядерный синтез путем инерционного удержания: всеобъемлющий трактат. Бока-Ратон; Анн-Арбор; Лондон: CRC Press. ISBN 978-0849369261. ОСЛК  468393053.
86. Иийоши, А; Момота, Х.; Мотодзима, О.; и другие. (октябрь 1993 г.). «Инновационное производство энергии в термоядерных реакторах». Национальный институт термоядерной науки NIFS : 2–3. Бибкод : 1993iepf.rept.....I. Архивировано из оригинала 4 сентября 2015 г. Проверено 14 февраля 2012 г.
87. «Ядерный синтез: WNA - Всемирная ядерная ассоциация» . www.world-nuclear.org . Проверено 11 октября 2020 г.
88. Рольф, AC (1999). «Опыт удаленного управления JET» (PDF) . Ядерная энергия . 38 (5): 6. ISSN  0140-4067 . Проверено 10 апреля 2012 г.
89. Саван, Мэн; Зинкл, С.Дж.; Шеффилд, Дж. (2002). «Влияние удаления трития и переработки He-3 на параметры повреждения структуры в термоядерной системе D – D». Термоядерная инженерия и дизайн . 61–62: 561–567. дои : 10.1016/s0920-3796(02)00104-7. ISSN  0920-3796.
90. Дж. Кеснер, Д. Гарнье, А. Хансен, М. Мауэль и Л. Бромберг, Nucl Fusion 2004; 44, 193
91. Невинс, WM (1 марта 1998 г.). «Обзор требований к локализации современных видов топлива». Журнал термоядерной энергетики . 17 (1): 25–32. Бибкод : 1998JFuE...17...25N. дои : 10.1023/А: 1022513215080. ISSN  1572-9591. S2CID  118229833.
92. фон Мёллендорф, Ульрих; Гоэл, Бальбир, ред. (1989). Новые ядерно-энергетические системы, 1989 г.: материалы Пятой Международной конференции по новым ядерно-энергетическим системам, Карлсруэ, Франция, Германия, 3–6 июля 1989 г. Сингапур: World Scientific. ISBN 981-0200102. ОСЛК  20693180.
93. Фельдбахер, Райнер; Хайндлер, Манфред (1988). «Основные данные сечения безнейтронного реактора». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 271 (1): 55–64. Бибкод : 1988NIMPA.271...55F. дои : 10.1016/0168-9002(88)91125-4. ISSN  0168-9002.
94. «Ядерный синтез: эксперимент с лазерным лучом дает захватывающие результаты» . LiveScience.com . 8 октября 2013 г.
95. «Достигнута рекордная скорость синтеза протона и бора - FuseNet» . www.fusenet.eu . Архивировано из оригинала 2 декабря 2014 г. Проверено 26 ноября 2014 г.
96. Робертс, Дж. Т. Адриан. (1981). Конструкционные материалы в ядерно-энергетических системах. Бостон, Массачусетс: Springer US. ISBN 978-1468471960. ОСЛК  853261260.
97. «Дорожная карта показывает путь материалов к термоядерному синтезу» . Инженер . 9 сентября 2021 г. . Проверено 17 сентября 2021 г.
98. Клю, Р.Л. «Металлы в среде ядерного синтеза». Материаловедение . 99 : 39–42.
99. Заложник, Анже (2016). Взаимодействие атомарного водорода с материалами, используемыми для обращенной к плазме стенки термоядерных устройств: докторская диссертация (Thesis). Любляна: [А. Заложник]. ОСЛК  958140759.
100. Маккракен, генеральный директор (1997). «Взаимодействие с поверхностью плазмы в устройствах управляемого термоядерного синтеза». Термоядерная реакция . 37 (3): 427–429. дои : 10.1088/0029-5515/37/3/413. ISSN  0029-5515. S2CID  250776874.
101. Миодушевский, Питер (2000), «Переработка водорода и равновесие стенок в термоядерных устройствах», Переработка водорода в материалах для плазменной облицовки , Дордрехт: Springer Нидерланды, стр. 195–201, doi : 10.1007/978-94-011-4331-8_23 , ISBN 978-0792366300, получено 13 октября 2020 г.
102. Неманич, Винценц (2019). «Барьеры против проникновения водорода: основные требования, выбор материалов, методы нанесения и оценка качества». Ядерные материалы и энергетика . 19 : 451–457. дои : 10.1016/j.nme.2019.04.001 . ISSN  2352-1791.
103. «American Elements создает окно обнаружения для термоядерного реактора EPFL» . Американские элементы . Проверено 16 февраля 2023 г.
104. Молодик А. и др. «Разработка и крупносерийное производство сверхпроводящих проводов YBa2Cu3O7 с чрезвычайно высокой плотностью тока для термоядерного синтеза». Научные отчеты 11.1 (2021 г.): 1–11.
105. «Тепловая реакция наноструктурированного вольфрама». Шин Кадзита и др., январь 2014 г., Nuclear Fusion 54 (2014) 033005 (10 стр.)
106. Брезэнсек, С.; и другие. (2 декабря 2021 г.). «Взаимодействие плазмы с поверхностью в стеллараторе W7-X: выводы, сделанные по результатам работы с графитовыми компонентами, обращенными к плазме». Термоядерная реакция . 62 (1): 016006. doi : 10.1088/1741-4326/ac3508 . S2CID  240484560.
107. Хоедл, Сет А. (2022). «Получение социальной лицензии на термоядерную энергию». Физика плазмы . 29 (9): 092506. Бибкод : 2022PhPl...29i2506H. дои : 10.1063/5.0091054. ISSN  1070-664X. S2CID  252454077.
108. Маккракен, Гарри; Стотт, Питер (2012). Синтез: Энергия Вселенной. Академическая пресса. стр. 198–199. ISBN 978-0123846563. Проверено 18 августа 2012 г.
109. Дулон, Криста (2012). «Кто боится ИТЭР?». iter.org . Архивировано из оригинала 30 ноября 2012 г. Проверено 18 августа 2012 г.
110. Анджело, Джозеф А. (2004). Ядерные технологии. Издательская группа Гринвуд. п. 474. ИСБН 978-1573563369. Проверено 18 августа 2012 г.
111. Брунелли, Б.; Кнопфель, Хайнц, ред. (1990). Безопасность, воздействие на окружающую среду и экономические перспективы ядерного синтеза . Нью-Йорк: Пленум Пресс. ISBN 978-1461306191. OCLC  555791436.
112. Хамахер, Т.; Брэдшоу, AM (октябрь 2001 г.). «Термоядерный синтез как источник энергии будущего: последние достижения и перспективы» (PDF) . Мировой энергетический совет. Архивировано из оригинала (PDF) 6 мая 2004 г.
113. Промежуточный сводный отчет об анализе инцидента на БАКе 19 сентября 2008 г. (PDF) . ЦЕРН. 2008.
114. Петерсон, Том (ноябрь 2008 г.). «Объясните это за 60 секунд: закалка магнита». Журнал «Симметрия» . Фермилаб / SLAC . Проверено 15 февраля 2013 г.
115. Петранджели, Джанни (2006). Ядерная безопасность. Баттерворт-Хайнеманн. п. 430. ИСБН 978-0750667234.
116. Классенс, Мишель (2019). ИТЭР: гигантский термоядерный реактор: возвращение Солнца на Землю. Чам. ISBN 978-3030275815. ОСЛК  1124925935.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
117. Гонсалес де Висенте, Сехила М.; Смит, Николас А.; Эль-Гебали, Лейла; Чиатталья, Серджио; Ди Пейс, Луиджи; Гилберт, Марк; Мандоки, Роберт; Розанваллон, Сандрин; Сомея, Ёдзи; Тобита, Кенджи; Торси, Дэвид (1 августа 2022 г.). «Обзор обращения с радиоактивными отходами термоядерных установок: ИТЭР, демонстрационные машины и электростанции». Термоядерная реакция . 62 (8): 085001. Бибкод : 2022NucFu..62h5001G. дои : 10.1088/1741-4326/ac62f7 . ISSN  0029-5515. S2CID  247920590.
118. Хармс, А.А.; Шепф, Клаус Ф.; Кингдон, Дэвид Росс (2000). Принципы термоядерной энергии: введение в термоядерную энергию для студентов, изучающих естественные и инженерные науки. Всемирная научная. ISBN 978-9812380333.
119. Караяннис, Элиас Г.; Дрейпер, Джон; Ифтимие, Ион А. (2020). «Диффузия ядерного синтеза: теория, политика, практика и политические перспективы». Транзакции IEEE по инженерному менеджменту . 69 (4): 1237–1251. дои : 10.1109/TEM.2020.2982101. ISSN  1558-0040. S2CID  219001461.
120. Маркандья, Анил; Уилкинсон, Пол (2007). «Производство электроэнергии и здоровье». Ланцет . 370 (9591): 979–990. дои : 10.1016/S0140-6736(07)61253-7. PMID  17876910. S2CID  25504602 . Проверено 21 февраля 2018 г.
121. Николас, ТЭГ; Дэвис, ТП; Федеричи, Ф.; Леланд, Дж.; Патель, бакалавр наук; Винсент, К.; Уорд, Шотландия (1 февраля 2021 г.). «Пересмотр роли ядерного синтеза в энергетической структуре, основанной на возобновляемых источниках энергии». Энергетическая политика . 149 : 112043. arXiv : 2101.05727 . doi :10.1016/j.enpol.2020.112043. ISSN  0301-4215. S2CID  230570595.
122. Ченг, ET; Мурога, Такео (2001). «Повторное использование сплавов ванадия в энергетических реакторах». Технология синтеза . 39 (2П2): 981–985. Бибкод : 2001FuTec..39..981C. doi : 10.13182/fst01-a11963369. ISSN  0748-1896. S2CID  124455585.
123. Штрекерт, Х.Х.; Шульц, КР; Сагер, GT; Кантнр, Р.Д. (1 декабря 1996 г.). «Концептуальный проект целевой камеры низкой активации и компонентов для национальной установки зажигания». Технология синтеза . 30 (3П2А): 448–451. Бибкод : 1996FuTec..30..448S. CiteSeerX 10.1.1.582.8236 . doi : 10.13182/FST96-A11962981. ISSN  0748-1896. 
124. Р. Дж. Голдстон, А. Глейзер, А. Ф. Росс: «Риски распространения термоядерной энергии: тайное производство, скрытое производство и прорыв». Архивировано 27 февраля 2014 г. в Wayback Machine ; 9-е Техническое совещание МАГАТЭ по безопасности термоядерных электростанций (доступен бесплатно, 2013 г.) и Глейзер, А.; Голдстон, Р.Дж. (2012). «Риски распространения энергии магнитного термоядерного синтеза: тайное производство, скрытое производство и побег». Термоядерная реакция . 52 (4). 043004. Бибкод : 2012NucFu..52d3004G. дои : 10.1088/0029-5515/52/4/043004. S2CID  73700489.
125. Энглерт, Матиас; Франческини, Джорджо; Либерт, Вольфганг (2011). Сильные источники нейтронов – Как справиться с возможностями производства оружейных материалов, используя источники нейтронов термоядерного синтеза и расщепления? (PDF) . 7-й семинар INMM/Esarda, Экс-ан-Прованс. Архивировано из оригинала (PDF) 24 февраля 2014 г.
126. «Энергия для будущих столетий» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2011 г. Проверено 22 июня 2013 г.
127. Кристиан, Эрик; и другие. «Космикопия». НАСА. Архивировано из оригинала 6 ноября 2011 г. Проверено 20 марта 2009 г.
128. Слияние для энергии. «Слияние энергии – принесение силы Солнца на Землю». f4e.europa.eu . Архивировано из оригинала 29 ноября 2019 г. Проверено 17 июля 2020 г.
129. «Управляющий совет ИТЭР переносит график на пять лет назад и урезает бюджет» . Физика сегодня . 2016. дои : 10.1063/pt.5.029905. ISSN  1945-0699.
130. «ИТЭР оспаривает смету проекта термоядерного синтеза Министерства энергетики» . Физика сегодня . 2018. doi :10.1063/PT.6.2.20180416a.
131. «Краткое описание Шестой рамочной программы» (PDF) . ec.europa.eu . Проверено 30 октября 2014 г.
132. Марграф, Рэйчел. «Краткая история финансирования термоядерной энергетики в США» . Проверено 21 июля 2021 г.
133. DOE/CF-0167 - Бюджетный запрос Министерства энергетики Конгресса на 2021 финансовый год, краткий обзор бюджета, февраль 2020 г. https://www.energy.gov/sites/default/files/2020/02/f72/doe-fy2021-budget -in-brief_0.pdf Архивировано 18 июля 2021 г. в Wayback Machine.
134. Наттолл, Уильям Дж., изд. (2020). Коммерциализация термоядерной энергии: как малый бизнес меняет большую науку. Институт физики. ISBN 978-0750327176. ОСЛК  1230513895.
135. Консультативный комитет по термоядерным энергетическим наукам (2021). Обеспечение будущего: термоядерный синтез и плазма (PDF) . Вашингтон: Департамент энергетических наук в области термоядерного синтеза. стр. ii.
136. Хелман, Кристофер. «Подпитываемый миллиардами долларов, ядерный синтез вступает в новую эпоху». Форбс . Проверено 14 января 2022 г.
137. Виндридж, Мелани. «Новая космическая гонка — это термоядерная энергия». Форбс . Проверено 10 октября 2020 г.
138. Пирсон, Ричард Дж.; Такеда, Шутаро (2020), «Обзор подходов к термоядерной энергии», Коммерциализация термоядерной энергии , IOP Publishing, doi : 10.1088/978-0-7503-2719-0ch2, ISBN 978-0750327190, S2CID  234561187 , получено 13 декабря 2021 г.
139. Пирсон, Ричард Дж.; Наттолл, Уильям Дж. (2020), «Пионеры коммерческого термоядерного синтеза», Коммерциализация термоядерной энергии , IOP Publishing, doi : 10.1088/978-0-7503-2719-0ch7, ISBN 978-0750327190, S2CID  234528929 , получено 13 декабря 2021 г.
140. Караяннис, Элиас Г.; Дрейпер, Джон; Ифтимие, Ион А. (2020). «Диффузия ядерного синтеза: теория, политика, практика и политические перспективы». Транзакции IEEE по инженерному менеджменту . 69 (4): 1237–1251. дои : 10.1109/TEM.2020.2982101. ISSN  0018-9391. S2CID  219001461.
141. «Белый дом нацеливается на коммерческую термоядерную энергию». www.aip.org . 25 апреля 2022 г. Проверено 3 мая 2022 г.
142. Ли, Синг; Видел, Сор Хео. «Энергия ядерного синтеза – гигантский шаг человечества вперед» (PDF) . HPlasmafocus.net . Проверено 30 октября 2014 г.
143. Кессель, CE; Бланшар, JP; Дэвис, А.; Эль-Гебали, Л.; Гонием, Н.; Хамрикхаус, PW; Маланг, С.; Меррилл, Би Джей; Морли, Северная Каролина; Нилсон, Г.Х.; Ренсинк, Мэн (1 сентября 2015 г.). «Научный центр термоядерного синтеза, решающий шаг на пути к термоядерной энергии». Наука и технология термоядерного синтеза . 68 (2): 225–236. Бибкод : 2015FuST...68..225K. дои : 10.13182/FST14-953. ISSN  1536-1055. ОСТИ  1811772. S2CID  117842168.
144. Менар, JE; Браун, Т.; Эль-Гебали, Л.; Бойер, М.; Каник, Дж.; Коллинг, Б.; Раман, Р.; Ван, З.; Чжай, Ю.; Бакстон, П.; Ковеле, Б. (1 октября 2016 г.). «Установки термоядерного синтеза и опытные установки на основе сферического токамака». Термоядерная реакция . 56 (10): 106023. Бибкод : 2016NucFu..56j6023M. дои : 10.1088/0029-5515/56/10/106023. ISSN  0029-5515. S2CID  125184562.
145. Кардозо, Нью-Джерси Лопес (4 февраля 2019 г.). «Экономические аспекты использования термоядерной энергетики: долина смерти и инновационный цикл». Философские труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 377 (2141): 20170444. Бибкод : 2019RSPTA.37770444C. дои : 10.1098/rsta.2017.0444 . ISSN  1364-503X. PMID  30967058. S2CID  106411210.
146. Суррей, Э. (4 февраля 2019 г.). «Инженерные задачи для демонстраторов ускоренного термоядерного синтеза». Философские труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 377 (2141): 20170442. Бибкод : 2019RSPTA.37770442S. дои : 10.1098/rsta.2017.0442 . ISSN  1364-503X. ПМК 6365852 . ПМИД  30967054. 
147. Цепочка поставок термоядерной промышленности: возможности и проблемы. Вашингтон, округ Колумбия: Ассоциация индустрии термоядерного синтеза. 2023.
148. Банаклоче, Сантакрус; Гамарра, Ана Р.; Лешон, Иоланда; Бустрео, Кьяра (15 октября 2020 г.). «Социально-экономические и экологические последствия появления солнца на Земле: анализ устойчивости развертывания термоядерной электростанции». Энергия . 209 : 118460. doi :10.1016/j.energy.2020.118460. ISSN  0360-5442. S2CID  224952718.
149. Кёпке, Мэн (25 января 2021 г.). «Факторы, влияющие на коммерциализацию энергии инерционного термоядерного синтеза». Философские труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 379 (2189): 20200020. Бибкод : 2021RSPTA.37900020K. дои : 10.1098/rsta.2020.0020. ISSN  1364-503X. ПМК 7741007 . ПМИД  33280558. 
150. Менар, JE; Бромберг, Л.; Браун, Т.; Берджесс, Т.; Дикс, Д.; Эль-Гебали, Л.; Джеррити, Т.; Голдстон, Р.Дж.; Гаврилюк, Р.Дж.; Кастнер, Р.; Кессель, К. (1 октября 2011 г.). «Перспективы пилотных установок на базе токамака, сферического токамака и стелларатора». Термоядерная реакция . 51 (10): 103014. Бибкод : 2011NucFu..51j3014M. дои : 10.1088/0029-5515/51/10/103014. ISSN  0029-5515. S2CID  55781189.
151. Хиватари, Рёдзи; Гото, Такуя (19 марта 2019 г.). «Оценка термоядерной электростанции Токамак будет способствовать глобальной стабилизации климата в рамках Парижского соглашения». Исследования плазмы и термоядерного синтеза . 14 : 1305047. Бибкод : 2019PFR....1405047H. дои : 10.1585/pfr.14.1305047 . ISSN  1880-6821.
152. Национальные академии наук, техники и медицины (США). Комитет по стратегическому плану исследований горящей плазмы в США. Заключительный отчет Комитета по стратегическому плану исследований горящей плазмы в США . Вашингтон, округ Колумбия. ISBN 978-0309487443. ОСЛК  1104084761.
153. План сообщества по термоядерной энергии и открытию наук о плазме. Вашингтон, округ Колумбия: Процесс планирования сообщества Отдела физики плазмы Американского физического общества. 2020.
154. «Стратегическое планирование науки о плазме в США достигает решающей фазы» . www.aip.org . 7 апреля 2020 г. . Проверено 8 октября 2020 г.
155. Асмундссом, Джон; Уэйд, Уилл. «Ядерный синтез может спасти планету от климатической катастрофы». Блумберг . Проверено 21 сентября 2020 г.
156. Майклс, Дэниел (6 февраля 2020 г.). «Стартапы Fusion вступают в реализацию многолетней мечты о чистой энергии» . Журнал "Уолл Стрит . ISSN  0099-9660 . Проверено 8 октября 2020 г.
157. Хэндли, Малкольм К.; Слесински, Дэниел; Сюй, Скотт С. (10 июля 2021 г.). «Потенциальные ранние рынки термоядерной энергии». Журнал термоядерной энергетики . 40 (2): 18. arXiv : 2101.09150 . дои : 10.1007/s10894-021-00306-4. ISSN  0164-0313. S2CID  231693147.
158. Болл, Филип (17 ноября 2021 г.). «В погоне за термоядерной энергией». Природа . 599 (7885): 352–366. дои : 10.1038/d41586-021-03401-w . PMID  34789909. S2CID  244346561.
159. «Историческое решение: продемонстрировать практический синтез в Калхэме». Общий фьюжн . 16 июня 2021 г. . Проверено 18 июня 2021 г.
160. Холланд, Эндрю (15 июля 2021 г.). «Конгресс будет финансировать программу распределения затрат по слиянию в принятом комитетом законопроекте об ассигнованиях». Ассоциация индустрии фьюжн . Проверено 16 июля 2021 г.
161. Сайлер, Сэнди (31 мая 2023 г.). «Министерство энергетики объявляет награду за знаковое государственно-частное партнерство» . Ассоциация индустрии фьюжн . Проверено 1 июня 2023 г.
162. Сюй, Скотт С. (5 мая 2023 г.). «Развитие термоядерной энергетики в США посредством государственно-частного партнерства». Журнал термоядерной энергетики . 42 (1). дои : 10.1007/s10894-023-00357-9 . ISSN  0164-0313. S2CID  258489130.
163. Спангер, Лукас; Виттер, Дж. Скотт; Умштатт, Райан (2019). «Характеристика выхода на рынок термоядерного синтеза с помощью модели парка электростанций, основанной на агентах». Обзоры энергетической стратегии . 26 : 100404. doi : 10.1016/j.esr.2019.100404 . ISSN  2211-467X.
164. «Глобальные энергетические перспективы 2019». Energy Insights – Mckinsey .
165. Николас, TEG; Дэвис, ТП; Федеричи, Ф.; Лиланд, Дж. Э.; Патель, бакалавр наук; Винсент, К.; Уорд, Швейцария (февраль 2021 г.). «Пересмотр роли ядерного синтеза в энергетической структуре, основанной на возобновляемых источниках энергии». Энергетическая политика . 149 : 112043. arXiv : 2101.05727 . doi :10.1016/j.enpol.2020.112043. S2CID  230570595.
166. «Приведенная стоимость энергии на 2023 год+» . Лазард. 12 апреля 2023 г. с. 9. Архивировано из оригинала 27 августа 2023 г.(Ссылка для скачивания с надписью «Lazard's LCOE+ (апрель 2023 г.) (1) PDF — 1 МБ»)
167. Энтлер, Славомир; Горачек, Ян; Длоуи, Томас; Досталь, Вацлав (1 июня 2018 г.). «Приближение экономики термоядерной энергии». Энергия . 152 : 489–497. дои : 10.1016/j.energy.2018.03.130 . ISSN  0360-5442.
168. «Приведенная стоимость энергии и приведенная стоимость хранения, 2019» . Lazard.com . Архивировано из оригинала 19 февраля 2023 г. Проверено 1 июня 2021 г.
169. Гриффитс, Томас; Пирсон, Ричард; Блюк, Майкл; Такеда, Сютаро (1 октября 2022 г.). «Коммерциализация термоядерного синтеза для энергетического рынка: обзор социально-экономических исследований». Прогресс в энергетике . 4 (4): 042008. Бибкод : 2022PrEne...4d2008G. дои : 10.1088/2516-1083/ac84bf . ISSN  2516-1083. S2CID  251145811.
170. Кемблтон, Р.; Бустрео, К. (2022). «Перспективные исследования и разработки в области коммерциализации термоядерного синтеза». Термоядерная инженерия и дизайн . 178 : 113069. doi : 10.1016/j.fusengdes.2022.113069 . ISSN  0920-3796. S2CID  247338079.
171. Отаке, Томоко (14 апреля 2023 г.). «Япония принимает национальную стратегию по ядерному синтезу, поскольку конкуренция усиливается». Джапан Таймс . Проверено 19 апреля 2023 г.
172. Холланд, Эндрю (13 ноября 2020 г.). «Политические и коммерческие перспективы энергетики инерционного термоядерного синтеза». Философские труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 378 (2184): 20200008. Бибкод : 2020RSPTA.37800008H. дои : 10.1098/rsta.2020.0008 . PMID  33040662. S2CID  222277887.
173. «Безопасность в Fusion». www.iaea.org . 28 мая 2021 г. . Проверено 1 июня 2021 г.
174. Слесински, Дэниел (28 января 2021 г.). «NRC проводит виртуальную общественную встречу по разработке вариантов нормативно-правовой базы для термоядерной энергетики». Ассоциация индустрии фьюжн . Проверено 14 февраля 2021 г.
175. Слесински, Дэниел (30 марта 2021 г.). «NRC проводит второе виртуальное публичное собрание по разработке нормативно-правовой базы для термоядерной энергетики». Ассоциация индустрии фьюжн . Проверено 10 апреля 2021 г.
176. Холланд, Эндрю (5 января 2021 г.). «Законодательство о слиянии подписано». Ассоциация индустрии фьюжн . Проверено 14 февраля 2021 г.
177. Виндридж, Мелани. «Великобритания серьезно относится к Fusion: новый отчет о регулировании рекомендует пропорциональный и гибкий подход». Форбс . Проверено 3 июня 2021 г.
178. Холланд, Эндрю (1 июня 2021 г.). «Совет по горизонтам регулирования Великобритании выпускает отчет о регулировании термоядерной энергетики». Ассоциация индустрии фьюжн . Проверено 21 июня 2021 г.
179. На пути к термоядерной энергетике: Стратегия термоядерного синтеза правительства Великобритании (PDF) . Лондон, Великобритания: Правительство Великобритании, Департамент бизнеса, энергетики и промышленной стратегии. 2021.
180. «Правительство излагает концепцию развития в Великобритании коммерческой термоядерной энергии» . GOV.UK. _ Проверено 15 октября 2021 г.
181. «Правительство Великобритании публикует стратегию термоядерного синтеза - Nuclear Engineering International» . www.neimagazine.com . Проверено 15 октября 2021 г.
182. Холланд, Эндрю (14 апреля 2023 г.). «Решение NRC отделяет регулирование термоядерной энергетики от ядерного деления». Ассоциация индустрии фьюжн . Проверено 19 апреля 2023 г.
183. «Новые законы приняты для укрепления энергетической безопасности и достижения чистого нуля» . GOV.UK. _ Проверено 10 ноября 2023 г.
184. Холланд, Эндрю. «Энергия термоядерного синтеза нуждается в разумном регулировании со стороны федерального правительства». Вашингтон Таймс . Проверено 10 октября 2020 г.
185. Террелл, Артур (28 августа 2021 г.). «Гонка за то, чтобы ядерный синтез сыграл роль в чрезвычайной климатической ситуации». хранитель . Проверено 15 февраля 2022 г.
186. Клери, Дэниел (2014). Кусочек солнца: поиски термоядерной энергии. Нью-Йорк. ISBN 978-1468310412. ОСЛК  1128270426.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
187. «Сможет ли Китай победить мир в области ядерного синтеза и чистой энергии?» Новости BBC . 18 апреля 2018 года . Проверено 12 октября 2020 г.
188. Караяннис, Элиас Г.; Дрейпер, Джон; Бханеджа, Балвант (2 октября 2020 г.). «На пути к термоядерной энергетике в контексте индустрии 5.0 и общества 5.0: призыв к созданию глобальной комиссии для принятия срочных мер по термоядерной энергетике». Журнал экономики знаний . 12 (4): 1891–1904. дои : 10.1007/s13132-020-00695-5 . ISSN  1868-7873. S2CID  222109349.
189. Караяннис, Элиас Г.; Дрейпер, Джон (22 апреля 2021 г.). «Место мира в запуске сборки машины ИТЭР: Тематический анализ политических выступлений в крупнейшем в мире эксперименте научной дипломатии». Мир и конфликт: журнал психологии мира . 27 (4): 665–668. дои : 10.1037/pac0000559. ISSN  1532-7949. S2CID  235552703.
190. Ги, Кейи; Сано, Фуминори; Акимото, Кейго; Хиватари, Рёдзи; Тобита, Кенджи (2020). «Потенциальный вклад термоядерной энергетики в низкоуглеродное развитие в соответствии с Парижским соглашением и связанные с этим неопределенности». Обзоры энергетической стратегии . 27 : 100432. doi : 10.1016/j.esr.2019.100432 .
191. Николас, ТЭГ; Дэвис, ТП; Федеричи, Ф.; Леланд, Дж.; Патель, бакалавр наук; Винсент, К.; Уорд, Ш. (2021). «Пересмотр роли ядерного синтеза в энергетической структуре, основанной на возобновляемых источниках энергии». Энергетическая политика . 149 : 112043. arXiv : 2101.05727 . doi :10.1016/j.enpol.2020.112043. ISSN  0301-4215. S2CID  230570595.
192. Караяннис, Элиас; Дрейпер, Джон; Крамптон, Чарльз (2022). «Обзор термоядерной энергетики для решения проблемы изменения климата к 2050 году». Журнал энергетики и развития . 47 (1).
193. «Национальные академии требуют создания пилотной установки по термоядерному синтезу» . Бюллетень ученых-атомщиков . 14 апреля 2021 г. Проверено 15 апреля 2021 г.
194. «США должны инвестировать в инфраструктуру термоядерной энергетики» . Вашингтонский экзаменатор . 13 июля 2021 г. Проверено 16 июля 2021 г.
195. «Агрессивная рыночная модель развития термоядерной энергетики в США». Новости Массачусетского технологического института | Массачусетский Институт Технологий . 24 февраля 2021 г. . Проверено 26 февраля 2021 г.
196. Чо, Адриан (19 февраля 2021 г.). «Дорожная карта строительства термоядерной электростанции в США становится более четкой - своего рода». Наука . Проверено 06 марта 2021 г.
197. Крамер, Дэвид (10 марта 2021 г.). «Академии призывают государственно-частный сектор построить пилотную термоядерную электростанцию». Физика сегодня . 2021 (2): 0310а. Бибкод : 2021PhT..2021b.310.. doi : 10.1063/PT.6.2.20210310a . S2CID  243296520.
198. «FIA поздравляет двухпартийное объединение Конгресса» . Ассоциация индустрии фьюжн . 19 февраля 2021 г. . Проверено 26 февраля 2021 г.
199. Фрис, Гилян де (15 декабря 2020 г.). «Экспертная комиссия утверждает следующий этап проектирования ДЕМО». www.euro-fusion.org . Проверено 16 февраля 2021 г.
200. «На COP28 Джон Керри представляет стратегию ядерного синтеза как источника чистой энергии» . АП Новости . 5 декабря 2023 г. . Проверено 8 декабря 2023 г.
201. Хитер, Роберт Ф.; и другие. «Часто задаваемые вопросы по традиционному термоядерному синтезу, раздел 2/11 (энергетика), часть 2/5 (экология)». Fused.web.llnl.gov. Архивировано из оригинала 3 марта 2001 г. Проверено 30 октября 2014 г.
202. Стадерманн, Фрэнк Дж. «Относительное содержание стабильных изотопов». Лаборатория космических наук Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Архивировано из оригинала 20 июля 2011 г.
203. Онгена, Дж.; Ван Ост, Г. «Энергия будущих столетий» (PDF) . Laboratorium voor Plasmafysica – Laboratoire de Physique des Plasmas Школа Koninklijke Militaire – École Royale Militaire; Лаборатория естествознания, Университет Гента. стр. Раздел III.B. и таблица VI. Архивировано из оригинала (PDF) 27 июля 2011 г.
204. Исполнительный комитет EPS. «Важность европейских исследований в области термоядерной энергетики». Европейское физическое общество. Архивировано из оригинала 8 октября 2008 г.
205. «Космическая тяга | Получишь синтез, отправишься в путешествие» . ИТЭР . Проверено 21 июня 2021 г.
206. Холланд, Эндрю (15 июня 2021 г.). «Финансирование термоядерного синтеза для космических двигателей». Ассоциация индустрии фьюжн . Проверено 21 июня 2021 г.
207. Шульце, Норман Р.; Соединенные Штаты; Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства; Программа научно-технической информации (1991). Энергия термоядерного синтеза для космических миссий в 21 веке. Вашингтон, округ Колумбия; Спрингфилд, Вирджиния: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Управление, Программа научной и технической информации; [Продается Национальной службой технической информации [дистрибьютор. ОСЛК  27134218.
208. «Принципы использования энергии термоядерного синтеза в космическом движении», Энергия термоядерного синтеза в космическом движении , Прогресс в космонавтике и аэронавтике, Американский институт аэронавтики и астронавтики, стр. 1–46, 1 января 1995 г., doi : 10.2514/5.9781600866357.0001.0046, ISBN 978-1563471841, получено 11 октября 2020 г.
209. Донн, Джефф (21 июня 2011 г.). «Утечки радиоактивного трития обнаружены на 48 ядерных объектах США». Новости Эн-Би-Си . Архивировано из оригинала 11 ноября 2020 г. Проверено 4 июля 2023 г.
210. Абду, М.; и другие. (2020). «Физико-технологические соображения дейтерий-тритиевого топливного цикла и условия самообеспеченности тритиевым топливом». Термоядерная реакция . 61 (1): 013001. doi : 10.1088/1741-4326/abbf35. S2CID  229444533.
211. Стикс, TH (1998). «Основные моменты ранних исследований стеллараторов в Принстоне». Исследование спиральных систем .
212. Джонсон, Джон Л. (16 ноября 2001 г.). Эволюция теории стеллараторов в Принстоне (технический отчет). дои : 10.2172/792587. ОСТИ  792587.
213. Ирвин, Максвелл (2014). Ядерная энергетика: очень краткое введение. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0199584970. ОКЛК  920881367.
214. Кусама, Ю. (2002), Стотт, Питер Э.; Вуттон, Алан; Горини, Джузеппе; Синдони, Элио (ред.), «Требования к диагностике при управлении усовершенствованными режимами токамака», Расширенная диагностика магнитного и инерционного синтеза , Бостон, Массачусетс: Springer US, стр. 31–38, doi : 10.1007/978-1-4419- 8696-2_5, ISBN 978-1441986962
215. Менар, JE (4 февраля 2019 г.). «Зависимость производительности компактного стационарного токамака от физических ограничений магнита и ядра». Философские труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 377 (2141): 20170440. Бибкод : 2019RSPTA.37770440M. дои : 10.1098/rsta.2017.0440. ISSN  1364-503X. ПМК 6365855 . ПМИД  30967044. 
216. Кау, ПК (1999). «Установившаяся работа токамаков». Термоядерная реакция . 39 (11): 1605–1607. дои : 10.1088/0029-5515/39/11/411. ISSN  0029-5515. S2CID  250826481.
217. Ки, МХ (1985). «Основные результаты исследований, связанных с лазерным синтезом, проведенных университетами Соединенного Королевства с использованием Центральной лазерной установки SERC в лаборатории Резерфорда Эпплтона». Термоядерная реакция . 25 (9): 1351–1353. дои : 10.1088/0029-5515/25/9/063. S2CID  119922168.
218. Верларде, Г.; Карпинтеро-Сантамария, Нативидад, ред. (2007). Ядерный синтез с инерционным удержанием: исторический подход его пионеров . Лондон: Foxwell & Davies (Великобритания). ISBN 978-1905868100. ОСЛК  153575814.
219. МакКинзи, Мэтью; Пейн, Кристофер Э. (2000). «Когда экспертная оценка терпит неудачу: корни развала Национальной установки зажигания (NIF)». Совет по защите национальных ресурсов . Проверено 30 октября 2014 г.
220. "Торе Супра". Архивировано из оригинала 15 ноября 2012 г. Проверено 3 февраля 2016 г.
221. Смирнов, вице-президент (30 декабря 2009 г.). «Фонд токамака в СССР/России 1950–1990» (PDF) . Термоядерная реакция . 50 (1): 014003. doi : 10.1088/0029-5515/50/1/014003. ISSN  0029-5515. S2CID  17487157.
222. YK Мартин Пэн, «Сферический тор, компактный синтез с низким выходом». Национальная лаборатория Ок-Ридж / FEDC-87/7 (декабрь 1984 г.)
223. Сайкс, Алан (1997). «Высокое значение β, создаваемое путем инжекции нейтрального луча в сферический токамак START (Малый токамак с плотным аспектным соотношением)». Физика плазмы . 4 (5): 1665–1671. Бибкод : 1997PhPl....4.1665S. дои : 10.1063/1.872271 . ISSN  1070-664X.
224. Браамс, CM; Стотт, ЧП (2002). Ядерный синтез: полвека исследований термоядерного синтеза с магнитным удержанием . Институт физики Паб. ISBN 978-0367801519. ОСЛК  1107880260.
225. Джарвис, Онтарио (16 июня 2006 г.). «Нейтронные измерения в ходе предварительного тритиевого эксперимента в JET (приглашено)». Обзор научных инструментов . 63 (10): 4511–4516. дои : 10.1063/1.1143707.
226. Гарин, Паскаль (октябрь 2001 г.). «Компоненты с активной плазменной облицовкой в ​​Tore Supra». Термоядерная инженерия и дизайн . 56–57: 117–123. дои : 10.1016/s0920-3796(01)00242-3. ISSN  0920-3796.
227. Генеральный директорат по исследованиям и инновациям (Европейская комиссия) (2004). Исследования в области термоядерного синтеза: энергетический вариант будущего Европы . Европейская комиссия, офис MO75 00/31, B-1049, Брюссель: Европейская комиссия. ISBN 92-894-7714-8.{{cite book}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )
228. Классенс, Мишель (2020). ИТЭР: Гигантский термоядерный реактор. дои : 10.1007/978-3-030-27581-5. ISBN 978-3030275808. S2CID  243590344.
229. Ацени, Стефано (2004). Физика инерционного синтеза: взаимодействие пучков плазмы, гидродинамика, горячее плотное вещество. Мейер-тер-Вен, Юрген. Оксфорд: Кларендон Пресс. ISBN 978-0198562641. OCLC  56645784.
230. Пфальцнер, Сюзанна (2 марта 2006 г.). Введение в термоядерный синтез с инерционным удержанием. ЦРК Пресс. дои : 10.1201/9781420011845. ISBN 978-0429148156.
231. «People's Daily Online - Китай построит первое в мире экспериментальное устройство «искусственного солнца»» . ru.people.cn . Архивировано из оригинала 5 июня 2011 г. Проверено 10 октября 2020 г.
232. «Что такое Национальная установка зажигания?». lasers.llnl.gov . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. Архивировано из оригинала 31 июля 2017 г. Проверено 7 августа 2022 г.
233. Канеллос, Майкл. «Голливуд, Кремниевая долина и Россия объединяют усилия в области ядерного синтеза». Форбс . Проверено 21 августа 2017 г.
234. Фрохцвайг, Джонатан. «Секретные планы по использованию термоядерного синтеза, поддерживаемые миллиардерами». Би-би-си . Проверено 21 августа 2017 г.
235. Клери, Дэниел (25 июля 2014 г.). «Беспокойные пионеры Fusion». Наука . 345 (6195): 370–375. Бибкод : 2014Sci...345..370C. дои : 10.1126/science.345.6195.370. ISSN  0036-8075. ПМИД  25061186.
236. Грей, Ричард (19 апреля 2017 г.). «Британская звезда реалити-шоу строит термоядерный реактор». Би-би-си . Проверено 21 августа 2017 г.
237. Клери, Дэниел (28 апреля 2017 г.). «Частные термоядерные машины стремятся превзойти масштабные глобальные усилия». Наука . 356 (6336): 360–361. Бибкод : 2017Sci...356..360C. дои : 10.1126/science.356.6336.360. ISSN  0036-8075. PMID  28450588. S2CID  206621512.
238. SPIE Europe Ltd. «PW 2012: термоядерный лазер на пути к сжиганию в 2012 году». Оптика.org . Проверено 22 июня 2013 г.
239. "Веха в области ядерного синтеза пройдена в лаборатории США" . Новости BBC . Проверено 30 октября 2014 г.
240. "Высокопроизводительный нейтронный генератор Alectryon" . Ядерные лаборатории Феникса. 2013.
241. Чендлер, Дэвид Л. (10 августа 2015 г.). «Небольшая модульная эффективная термоядерная установка». Новости МТИ . Пресс-служба Массачусетского технологического института.
242. Сунн Педерсен, Т.; Андреева Т.; Бош, Х.-С; Боженков С.; Эффенберг, Ф.; Эндлер, М.; Фэн, Ю.; Гейтс, Д.А.; Гейгер, Дж.; Хартманн, Д.; Хёльбе, Х.; Якубовский, М.; Кениг, Р.; Лаква, HP; Лазерсон, С.; Отте, М.; Прейнас, М.; Шмитц, О.; Штанге, Т.; Туркин, Ю. (ноябрь 2015 г.). «Планы первой плазменной операции Wendelstein 7-X». Термоядерная реакция . 55 (12): 126001. Бибкод : 2015NucFu..55l6001P. дои : 10.1088/0029-5515/55/12/126001. hdl : 11858/00-001M-0000-0029-04EB-D . S2CID  67798335.
243. Педерсен, Т. Сунн; Отте, М.; Лазерсон, С.; Хеландер, П.; Боженков С.; Бидерманн, К.; Клингер, Т.; Вольф, RC; Бош, Х.-С.; Абрамович, Ивана; Акасломполо, Симппа; Алейников, Павел; Алейникова, Ксения; Али, Аднан; Алонсо, Артуро; Анда, Габор; Андреева Тамара; Аскасибар, Энрике; Бальдцун, Юрген; Бандуч, Мартин; Барбуи, Туллио; Бейдлер, Крейг; Бенндорф, Андре; Берскенс, Марк; Биль, Вольфганг; Бирус, Дитрих; Блэквелл, Бойд; Бланко, Эмилио; Блатцхайм, Марко; и другие. (2016). «Подтверждение топологии магнитного поля Вендельштейна 7-X с точностью лучше 1: 100 000». Природные коммуникации . 7 : 13493. Бибкод : 2016NatCo...713493P. doi : 10.1038/ncomms13493. ПМК 5141350 . ПМИД  27901043. 
244. Вольф, RC; Алонсо, А.; Экасломполо, С.; Бальдзун, Дж.; Берскенс, М.; Бейдлер, компакт-диск; Бидерманн, К.; Бош, Х.-С.; Боженков С.; Бракел, Р.; Браун, Х.; Брезинсек, С.; Бруннер, К.-Дж.; Дамм, Х.; Динклэйдж, А.; Древелоу, П.; Эффенберг, Ф.; Фэн, Ю.; Форд, О.; Фухерт, Г.; Гао, Ю.; Гейгер, Дж.; Грульке, О.; Хардер, Н.; Хартманн, Д.; Хеландер, П.; Хайнеманн, Б.; Хирш, М.; Хёфель, У.; Хопф, К.; Ида, К.; Исобе, М.; Якубовский, МВт; Казаков Ю.О.; Киллер, К.; Клингер, Т.; Кнауэр, Дж.; Кениг, Р.; Крыховяк, М.; Лангенберг, А.; Лаква, HP; Лазерсон, С.; Макнили, П.; Марсен, С.; Марущенко Н.; Ночентини, Р.; Огава, К.; Ороско, Г.; Осакабе, М.; Отте, М.; Паблант, Н.; Паш, Э.; Павоне, А.; Порколаб, М.; Пуиг Ситжес, А.; Рахбарния, К.; Ридль, Р.; Руст, Н.; Скотт, Э.; Шиллинг, Дж.; Шредер, Р.; Штанге, Т.; фон Стехов, А.; Страмбергер, Э.; Сунн Педерсен, Т.; Свенссон, Дж.; Томсон, Х.; Туркин Ю.; Вано, Л.; Ваутерс, Т.; Вурден, Г.; Ёсинума, М.; Занини, М.; Чжан Д. (1 августа 2019 г.). «Работа плазмы стелларатора Wendelstein 7-X на первом этапе работы дивертора». Физика плазмы . 26 (8): 082504. Бибкод : 2019PhPl...26h2504W. дои : 10.1063/1.5098761 . hdl : 1721.1/130063 . S2CID  202127809.
245. Сунн Педерсен, Томас; и другие. (апрель 2022 г.). «Экспериментальное подтверждение эффективной работы островного дивертора и успешной неоклассической оптимизации транспорта в Wendelstein 7-X». Термоядерная реакция . 62 (4): 042022. Бибкод : 2022NucFu..62d2022S. дои : 10.1088/1741-4326/ac2cf5 . hdl : 1721.1/147631 . S2CID  234338848.
246. Институт экспериментальной физики Макса Планка (3 февраля 2016 г.). «Термоядерное устройство Wendelstein 7-X производит первую водородную плазму». www.ipp.mpg.de. _ Проверено 15 июня 2021 г.
247. Ван, Брайан (1 августа 2018 г.). «Обновленные обзоры проектов ядерного синтеза». www.nextbigfuture.com . Проверено 3 августа 2018 г.
248. Макдональд, Фиона (май 2017 г.). «Великобритания только что запустила амбициозный термоядерный реактор – и он работает». НаукаАлерт . Проверено 03 июля 2019 г.
249. «Итальянская Eni бросает вызов скептикам и может сделать ставку на проект ядерного синтеза» . Рейтер . 13 апреля 2018 г.
250. «MIT стремится использовать возможности термоядерного синтеза в течение 15 лет» . 3 апреля 2018 г.
251. «MIT стремится вывести на рынок ядерный синтез через 10 лет» . 9 марта 2018 г.
252. Чендлер, Дэвид (9 марта 2018 г.). «MIT и недавно созданная компания представляют новый подход к термоядерной энергии». Новости МТИ . Массачусетский Институт Технологий.
253. Молодик, А.; Самойленков С.; Маркелов А.; Дегтяренко П.; Ли, С.; Петрыкин В.; Гайфуллин М.; Манкевич А.; Вавилов А.; Сорбом, Б.; Ченг, Дж.; Гарберг, С.; Кеслер, Л.; Хартвиг, З.; Гаврилкин С.; Цветков А.; Окада, Т.; Авадзи, С.; Абраимов Д.; Фрэнсис, А.; Брэдфорд, Дж.; Ларбалестье, Д.; Сенатор, К.; Бонура, М.; Пантоха, AE; Уимбуш, Южная Каролина; Стрикленд, Нью-Мексико; Васильев А. (22 января 2021 г.). «Разработка и крупносерийное производство сверхпроводящих проводов YBa 2 Cu 3 O 7 с чрезвычайно высокой плотностью тока для плавления». Научные отчеты . 11 (1): 2084. doi : 10.1038/s41598-021-81559-z. ПМЦ 7822827 . ПМИД  33483553. 
254. Клери, Дэниел (8 апреля 2021 г.). «Благодаря технологии «дымового кольца» стартап в области термоядерного синтеза демонстрирует устойчивый прогресс». Наука | АААС . Проверено 11 апреля 2021 г.
255. Моррис, Бен (30 сентября 2021 г.). «Чистая энергия из самых быстро движущихся объектов на земле». Новости BBC . Проверено 9 декабря 2021 г.
256. Сессия AR01: Обзор: создание горящей плазмы на национальной установке зажигания. 63-е ежегодное собрание Отделения физики плазмы APS, 8–12 ноября 2021 г.; Питтсбург, Пенсильвания. Бюллетень Американского физического общества . Том. 66, нет. 13.
257. Райт, Кэтрин (30 ноября 2021 г.). «Сначала воспламенение в реакции термоядерного синтеза». Физика . 14 : 168. Бибкод : 2021PhyOJ..14..168W. дои : 10.1103/Физика.14.168 . S2CID  244829710.
258. Даннинг, Хейли (17 августа 2021 г.). «Важная веха в области ядерного синтеза достигнута, когда в лаборатории произошло «воспламенение»» . Сеть Science X.
259. Бишоп, Брианна (18 августа 2021 г.). «Эксперимент Национальной установки зажигания ставит исследователей на порог термоядерного воспламенения» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса .
260. Конка, Джеймс. «Helion Energy привлекает 500 миллионов долларов на термоядерную энергию звезд». Форбс . Проверено 19 декабря 2021 г.
261. Журнал, Дженнифер Хиллер | Фотографии Тони Луонга для The Wall Street (1 декабря 2021 г.). «Эксклюзивно для новостей WSJ | Стартап в области ядерного синтеза получил 1,8 миллиарда долларов, поскольку инвесторы гонятся за звездной державой» . Уолл Стрит Джорнал . ISSN  0099-9660 . Проверено 17 декабря 2021 г.
262. Блейн, Лоз (6 апреля 2022 г.). «Оксфордский филиал демонстрирует первый в мире гиперзвуковой термоядерный синтез снарядов»». Новый Атлас . Проверено 6 апреля 2022 г.
263. Осака, Шеннон (12 декабря 2022 г.). «Что нужно знать о прорыве в термоядерной энергетике в США». Вашингтон Пост . Проверено 13 декабря 2022 г.
264. Хартсфилд, Том (13 декабря 2022 г.). «Прорыва» нет: термоядерная энергия НИФ по-прежнему потребляет в 130 раз больше энергии, чем создает». Большое Думай .
265. Гарднер, Тимоти (1 июня 2023 г.). «США объявляют о выделении 46 миллионов долларов восьми компаниям, занимающимся ядерным синтезом». Рейтер.
266. Добберштейн, Лаура (4 декабря 2023 г.). «Крупнейший в мире термоядерный реактор введен в эксплуатацию в Японии». Регистр . Ситуация Издательство.
267. Лернер, Эрик Дж.; Мурали, С. Крупакар; Шеннон, Дерек; Блейк, Аарон М.; Ван Россель, Фред (23 марта 2012 г.). «Реакции синтеза ионов > 150 кэВ в плазмоиде фокуса плотной плазмы». Физика плазмы . 19 (3): 032704. Бибкод : 2012PhPl...19c2704L. дои : 10.1063/1.3694746. S2CID  120207711.
268. Халпер, Марк (28 марта 2012 г.). «Прорыв в фьюжн». Умная Планета . Проверено 1 апреля 2012 г.
269. "ДЖЕТ". Центр Калхэма Fusion Energy. Архивировано из оригинала 7 июля 2016 г. Проверено 26 июня 2016 г.
270. Тишлер, Карл (8 февраля 2024 г.). «Открывая новые горизонты: последний рекорд энергии термоядерного синтеза JET Tokamak демонстрирует мастерство термоядерных процессов». ЕВРОФьюжн . Проверено 11 февраля 2024 г.
271. Обенсчейн, Стивен; и другие. (2015). «Высокоэнергетические лазеры на фториде криптона для инерционного синтеза». Прикладная оптика . 54 (31): Ф103–Ф122. Бибкод : 2015ApOpt..54F.103O. дои : 10.1364/AO.54.00F103. ПМИД  26560597.
272. «Новый рекорд фьюжн». Новости Массачусетского технологического института | Массачусетский Институт Технологий . 14 октября 2016 года . Проверено 11 октября 2020 г.
273. «Самый высокий в мире тройной продукт термоядерного синтеза, отмеченный в плазме с высоким βp H-режимом» . Архивировано из оригинала 6 января 2013 г.
274. «Измерение прогресса в области термоядерной энергии: тройной продукт» . www.fusionenergybase.com . Архивировано из оригинала 01 октября 2020 г. Проверено 10 октября 2020 г.
275. Коэн, Сэм и Б. Берлингер. «Длинноимпульсная работа устройства ПФРК-2». Совместный американо-японский договор Тора. Висконсин, Мэдисон. 22 августа 2016. Лекция.
276. «Успешный второй раунд экспериментов с Wendelstein 7-X» . www.ipp.mpg.de. _ Проверено 22 марта 2019 г.
277. Лаварс, Ник (26 ноября 2018 г.). «Термоядерный реактор Wendelstein 7-X сохраняет хладнокровие на пути к рекордным результатам». newatlas.com . Проверено 1 декабря 2018 г.
278. Журнал, Смитсоновский институт; Гамилло, Элизабет. «Искусственное Солнце Китая только что побило рекорд по продолжительности устойчивого ядерного синтеза». Смитсоновский журнал .
279. «Китайский термоядерный реактор «Искусственное Солнце» только что установил мировой рекорд» . Футуризм .
280. Алан Сайкс, «Разработка сферического токамака». Архивировано 22 июля 2011 г., в Wayback Machine , ICPP, Фукуока, сентябрь 2008 г.
281. Сонди, Дэвид (13 марта 2022 г.). «Токамак Энергия достигла температурного порога для коммерческого термоядерного синтеза». Новый Атлас . Проверено 15 марта 2022 г.
282. Лаварс, Ник (24 ноября 2021 г.). «Термоядерный реактор KSTAR устанавливает рекорд по удержанию плазмы за 30 секунд». Новый Атлас . Проверено 15 марта 2022 г.

Библиография

• Клери, Дэниел (2014). Часть Солнца: В поисках термоядерной энергии. Оверлук Пресс. ISBN 978-1468310412.
• Кокберн, Стюарт; Эллиард, Дэвид (1981). Олифант, жизнь и времена сэра Марка Олифанта . Книги аксиом. ISBN 978-0959416404.
• Дин, Стивен О. (2013). Поиск окончательного источника энергии: история программы термоядерной энергетики США. Springer Science & Business Media. ISBN 978-1461460374.
• Хагельштейн, Питер Л .; МакКубре, Майкл ; Нагель, Дэвид; Чабб, Талбот; Хекман, Рэндалл (2004). «Новые физические эффекты в дейтеридах металлов» (PDF) . 11-я конференция по ядерной науке конденсированных сред . Том. 11. Вашингтон: Министерство энергетики США. стр. 23–59. Бибкод : 2006cmns...11...23H. CiteSeerX  10.1.1.233.5518 . дои : 10.1142/9789812774354_0003. ISBN 978-9812566409. Архивировано из оригинала (PDF) 6 января 2007 г.(рукопись)
• Хатчинсон, Алекс (8 января 2006 г.). «Год науки: физика». Журнал Discover (онлайн) . ISSN  0274-7529 . Проверено 20 июня 2008 г.
• Наттолл, Уильям Дж., Кониши, Сатоши, Такеда, Шутаро и Уэбб-Вуд, Дэвид (2020). Коммерциализация термоядерной энергии: как малый бизнес трансформирует большую науку . Издательство ИОП. ISBN 978-0750327176 . 
• Молина, Андрес де Бустос (2013). Кинетическое моделирование ионного транспорта в термоядерных устройствах. Международное издательство Спрингер. ISBN 978-3319004211.
• Нагамине, Канетада (2003). «Мюонный катализируемый синтез». Введение в мюонную науку . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0521038201.
• Пфальцнер, Сюзанна (2006). Введение в термоядерный синтез с инерционным удержанием . США: Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-0750307017.

дальнейшее чтение

• Орескес, Наоми , «Ложное обещание термоядерного синтеза: несмотря на недавние достижения, ядерный синтез не является решением климатического кризиса », Scientific American , vol. 328, нет. 6 (июнь 2023 г.), с. 86.

Внешние ссылки

• Информационная система термоядерных устройств
• Энергетическая база термоядерного синтеза
• Ассоциация индустрии фьюжн
• Новости Принстонских спутниковых систем
• Программа науки о термоядерной энергетике США
• Болл, Филип. «В погоне за термоядерной энергией». Природа . Проверено 22 ноября 2021 г.