Kim termonüvə reaktoru qurur? Iter - beynəlxalq termonüvə reaktoru (iter) Fusion stansiyaları
Bu gün bir çox ölkələr termonüvə tədqiqatlarında iştirak edir. Liderlər Avropa Birliyi, ABŞ, Rusiya və Yaponiyadır, Çin, Braziliya, Kanada və Koreyada proqramlar sürətlə genişlənir. Əvvəlcə ABŞ və SSRİ-də füzyon reaktorları nüvə silahının inkişafı ilə əlaqəli idi və 1958-ci ildə Cenevrədə keçirilən Sülh üçün Atomlar konfransına qədər təsnif edildi. Sovet tokamakının yaradılmasından sonra 1970-ci illərdə nüvə sintezi tədqiqatı “böyük elmə” çevrildi. Lakin cihazların dəyəri və mürəkkəbliyi o dərəcəyə çatdı ki, beynəlxalq əməkdaşlıq irəliyə doğru yeganə yol oldu.
Dünyadakı termonüvə reaktorları
1970-ci illərdən bəri sintez enerjisinin kommersiya məqsədləri üçün istifadəsi davamlı olaraq 40 il gecikdirilir. Ancaq son illərdə bu müddətin qısalmasına imkan verə biləcək çox şey baş verdi.
Avropa JET, İngilis MAST və ABŞ-ın Prinston şəhərində TFTR eksperimental sintez reaktoru da daxil olmaqla bir neçə tokamak tikilmişdir. Beynəlxalq ITER layihəsi hazırda Fransanın Kadaraş şəhərində tikilir. 2020-ci ildə fəaliyyətə başlayanda ən böyük tokamak olacaq. 2030-cu ildə Çin İTER-i ötəcək CFETR quracaq. Bu arada Çin eksperimental superkeçirici tokamak EAST üzərində araşdırmalar aparır.
Füzyon reaktorunun başqa bir növü olan stellatorlar da tədqiqatçılar arasında populyardır. Ən böyüklərindən biri olan LHD 1998-ci ildə Yaponiya Milli İnstitutunda işə başlamışdır. Plazma qapanması üçün ən yaxşı maqnit konfiqurasiyasını tapmaq üçün istifadə olunur. Alman Maks Plank İnstitutu 1988-2002-ci illər arasında Qarçinqdəki Wendelstein 7-AS reaktorunda və hazırda tikintisi 19 ildən çox davam edən Wendelstein 7-X reaktorunda tədqiqatlar aparıb. Daha bir TJII stellarator İspaniyanın Madrid şəhərində fəaliyyət göstərir. ABŞ-da 1951-ci ildə bu tipli ilk termofusion reaktoru inşa edən Princeton Laboratoriyası (PPPL) xərclərin artması və maliyyə çatışmazlığı səbəbindən 2008-ci ildə NCSX-in tikintisini dayandırdı.
Bundan əlavə, inertial füzyon tədqiqatlarında əhəmiyyətli irəliləyişlər əldə edilmişdir. Milli Nüvə Təhlükəsizliyi Administrasiyası tərəfindən maliyyələşdirilən Livermor Milli Laboratoriyasında (LLNL) 7 milyard dollar dəyərində olan Milli Alovlanma Obyektinin (NIF) tikintisi 2009-cu ilin martında tamamlandı. Fransız Lazer Meqajoule (LMJ) 2014-cü ilin oktyabrında fəaliyyətə başladı. Fusion reaktorları nüvə birləşmə reaksiyasını işə salmaq üçün bir neçə millimetr ölçülü hədəfə saniyənin bir neçə milyardda biri ərzində təxminən 2 milyon joul işıq enerjisi çatdıran lazerlərdən istifadə edir. NIF və LMJ-nin əsas missiyası milli hərbi nüvə proqramlarının dəstəklənməsi üzrə tədqiqatdır.
İTER
1985-ci ildə Sovet İttifaqı Avropa, Yaponiya və ABŞ ilə birgə yeni nəsil tokamak tikməyi təklif etdi. İş MAQATE-nin himayəsi altında həyata keçirilib. 1988-1990-cı illər arasında latınca "yol" və ya "səyahət" mənasını verən Beynəlxalq Termonüvə Eksperimental Reaktoru ITER üçün ilk dizaynlar birləşmənin udulmuş enerjidən daha çox enerji istehsal edə biləcəyini sübut etmək üçün yaradılmışdır. Kanada və Qazaxıstan da müvafiq olaraq Euratom və Rusiyanın vasitəçiliyi ilə iştirak etdilər.
Altı il sonra, ITER şurası 6 milyard dollara başa gələn, qurulmuş fizika və texnologiyaya əsaslanan ilk hərtərəfli reaktor dizaynını təsdiqlədi. Sonra Birləşmiş Ştatlar konsorsiumdan çıxdı, bu da onları xərcləri iki dəfə azaltmağa və layihəni dəyişdirməyə məcbur etdi. Nəticə 3 milyard dollara başa gələn ITER-FEAT-dır, lakin özünü təmin edən reaksiya və müsbət güc balansına nail olur.
2003-cü ildə ABŞ yenidən konsorsiuma qoşuldu və Çin iştirak etmək arzusunu açıqladı. Nəticədə, 2005-ci ilin ortalarında tərəfdaşlar Fransanın cənubundakı Cadarache-də İTER tikmək barədə razılığa gəldilər. Aİ və Fransa 12,8 milyard avronun yarısını, Yaponiya, Çin, Cənubi Koreya, ABŞ və Rusiya isə hər biri 10% töhfə verib. Yaponiya yüksək texnologiyalı komponentlər təqdim etdi, materialları sınaqdan keçirmək üçün nəzərdə tutulmuş 1 milyard avro dəyərində IFMIF obyektini saxladı və növbəti sınaq reaktorunu qurmaq hüququna sahib oldu. ITER-in ümumi dəyərinə 10 illik tikinti xərclərinin yarısı və 20 illik istismar xərcləri daxildir. Hindistan 2005-ci ilin sonunda ITER-in yeddinci üzvü oldu.
Təcrübələr 2018-ci ildə maqnitləri işə salmamaq üçün hidrogendən istifadə etməklə başlamalıdır. D-T plazmasının istifadəsi 2026-cı ildən əvvəl gözlənilmir.
ITER-in məqsədi elektrik enerjisi istehsal etmədən 50 MVt-dan az giriş gücündən istifadə edərək 500 MVt (ən azı 400 s üçün) istehsal etməkdir.
Demonun iki gigavatlıq nümayiş elektrik stansiyası davamlı olaraq geniş miqyasda istehsal edəcək. Demonun konseptual dizaynı 2017-ci ilə qədər tamamlanacaq, tikintisi isə 2024-cü ildə başlayacaq. Başlanğıc 2033-cü ildə baş tutacaq.
JET
1978-ci ildə Aİ (Euratom, İsveç və İsveçrə) Böyük Britaniyada birgə Avropa layihəsi olan JET-ə başlamışdır. JET bu gün dünyanın ən böyük əməliyyat tokamakıdır. Oxşar JT-60 reaktoru Yaponiyanın Milli Fusion İnstitutunda işləyir, lakin yalnız JET deyterium-tritium yanacağından istifadə edə bilər.
Reaktor 1983-cü ildə işə salındı və 1991-ci ilin noyabrında deyterium-tritium plazmasında bir saniyə üçün 16 MVt-a qədər gücə və 5 MVt sabit gücə malik idarə olunan termonüvə sintezi ilə nəticələnən ilk təcrübə oldu. Müxtəlif istilik sxemlərini və digər texnikaları öyrənmək üçün bir çox təcrübələr aparılmışdır.
JET-in gələcək təkmilləşdirmələri onun gücünün artırılmasını nəzərdə tutur. MAST kompakt reaktoru JET ilə birlikdə hazırlanır və ITER layihəsinin bir hissəsidir.
K-STAR
K-STAR, 2008-ci ilin ortalarında ilk plazmasını istehsal edən Daejeondakı Milli Füzyon Tədqiqat İnstitutundan (NFRI) Koreya superkeçirici tokamakdır. Beynəlxalq əməkdaşlığın nəticəsi olan ITER. 1,8 m radiuslu Tokamak, ITER üçün planlaşdırılanlarla eyni olan Nb3Sn superkeçirici maqnitlərdən istifadə edən ilk reaktordur. 2012-ci ilə qədər tamamlanan birinci mərhələdə K-STAR əsas texnologiyaların canlılığını sübut etməli və 20 saniyəyə qədər davam edən plazma impulslarına nail olmalı idi. İkinci mərhələdə (2013-2017) H rejimində 300 saniyəyə qədər uzun impulsların öyrənilməsi və yüksək məhsuldar AT rejiminə keçid üçün modernləşdirilir. Üçüncü mərhələnin (2018-2023) məqsədi uzun impuls rejimində yüksək məhsuldarlığa və səmərəliliyə nail olmaqdır. 4-cü mərhələdə (2023-2025) DEMO texnologiyaları sınaqdan keçiriləcək. Cihaz tritiumla işləmək qabiliyyətinə malik deyil və D-T yanacağından istifadə etmir.
K-DEMO
ABŞ Energetika Departamentinin Prinston Plazma Fizikası Laboratoriyası (PPPL) və Cənubi Koreyanın NFRI ilə əməkdaşlıqda hazırlanmış K-DEMO, ITER-dən kənarda kommersiya reaktorunun inkişafında növbəti addım olmaq üçün nəzərdə tutulub və elektrik enerjisi istehsal edə bilən ilk elektrik stansiyası olacaq. elektrik şəbəkəsi, yəni bir neçə həftə ərzində 1 milyon kVt. Onun diametri 6,65 m olacaq və DEMO layihəsi çərçivəsində yaradılmış reproduksiya zonası moduluna malik olacaq. Koreyanın Təhsil, Elm və Texnologiya Nazirliyi ona təxminən bir trilyon Koreya vonunu (941 milyon dollar) investisiya etməyi planlaşdırır.
ŞƏRQ
Hefeidəki Çin Fizika İnstitutunda Çinin Eksperimental Qabaqcıl Superkeçirici Tokamak (EAST) 50 milyon °C temperaturda hidrogen plazması yaratdı və onu 102 saniyə saxladı.
TFTR
Amerikanın PPPL laboratoriyasında TFTR eksperimental sintez reaktoru 1982-1997-ci illərdə işləmişdir. 1993-cü ilin dekabrında TFTR geniş deyterium-tritium plazma təcrübələri aparan ilk maqnit tokamak oldu. Növbəti il reaktor o vaxtkı rekord 10,7 MVt idarə olunan güc istehsal etdi və 1995-ci ildə 510 milyon °C temperatur rekordu əldə edildi. Bununla belə, obyekt füzyon enerjisi ilə bağlı zərərsizliyə nail ola bilmədi, lakin ITER-in inkişafına mühüm töhfə verərək aparat dizaynı məqsədlərinə uğurla cavab verdi.
LHD
Gifu prefekturasının Toki şəhərindəki Yaponiya Milli Fusion İnstitutunun LHD dünyanın ən böyük ulduzu idi. Füzyon reaktoru 1998-ci ildə işə salınıb və digər böyük qurğularla müqayisə oluna bilən plazma qapalılıq xüsusiyyətlərini nümayiş etdirdi. 13,5 keV (təxminən 160 milyon °C) ion temperaturu və 1,44 MJ enerji əldə edildi.
Wendelstein 7-X
2015-ci ilin sonunda başlayan bir illik sınaqdan sonra helium temperaturu qısa müddət ərzində 1 milyon °C-ə çatdı. 2016-cı ildə 2 MVt gücündə hidrogen plazma sintezi reaktoru saniyənin dörddə biri ərzində 80 milyon °C temperatura çatdı. W7-X dünyanın ən böyük stellaratorudur və 30 dəqiqə fasiləsiz işləməsi planlaşdırılır. Reaktorun dəyəri 1 milyard avro idi.
NIF
Livermore Milli Laboratoriyasında (LLNL) Milli Alovlanma Mexanizmi (NIF) 2009-cu ilin mart ayında tamamlandı. 192 lazer şüasından istifadə edərək, NIF əvvəlki lazer sistemlərindən 60 dəfə çox enerji cəmləyə bilir.
Soyuq birləşmə
1989-cu ilin mart ayında iki tədqiqatçı, amerikalı Stenli Pons və britaniyalı Martin Fleischman, otaq temperaturunda işləyən sadə masa üstü soyuq birləşmə reaktorunu işə saldıqlarını elan etdilər. Proses, deyterium nüvələrinin yüksək sıxlığa cəmləşdiyi palladium elektrodlarından istifadə edərək ağır suyun elektrolizindən ibarət idi. Tədqiqatçılar bunun yalnız nüvə prosesləri ilə izah edilə bilən istilik istehsal etdiyini və helium, tritium və neytronlar da daxil olmaqla birləşmə məhsullarının olduğunu söylədi. Ancaq digər eksperimentçilər bu təcrübəni təkrarlaya bilmədilər. Elmi ictimaiyyətin əksəriyyəti soyuq birləşmə reaktorlarının real olduğuna inanmır.
Aşağı enerjili nüvə reaksiyaları
"Soyuq qaynaşma" iddiaları ilə başlayan tədqiqatlar bəzi empirik dəstək ilə aşağı enerjili sahədə davam etdirildi, lakin ümumi qəbul edilmiş elmi izahat yoxdur. Göründüyü kimi, zəif nüvə qarşılıqlı təsirləri neytronları yaratmaq və tutmaq üçün istifadə olunur (və onların birləşməsində olduğu kimi güclü bir qüvvə deyil). Təcrübələrdə hidrogen və ya deyterium katalitik təbəqədən keçərək metal ilə reaksiya verir. Tədqiqatçılar müşahidə olunan enerji buraxıldığını bildirirlər. Əsas praktik nümunə, hidrogenin nikel tozu ilə qarşılıqlı təsiridir, istənilən kimyəvi reaksiyanın yarada biləcəyindən daha çox miqdarda istilik buraxır.
CADARACHE (Fransa), 25 may - RİA Novosti, Viktoriya İvanova. Fransanın cənubu adətən Kot d'Azurdakı bayramlar, lavanda tarlaları və Kann festivalı ilə əlaqələndirilir, lakin elmlə deyil, "əsrin tikintisi" artıq bir neçə ildir ki, Marsel yaxınlığında davam edir - beynəlxalq termonüvə Cadarache tədqiqat mərkəzinin yaxınlığında eksperimental reaktor (ITER) tikilir.
“RİA Novosti”nin müxbiri dünyada ən böyük unikal qurğunun tikintisinin necə getdiyini və ildə 7 milyard kilovat-saat enerji istehsal edə bilən “Günəşin prototipini” hansı insanların yaratdığını öyrənib.
Başlanğıcda beynəlxalq termonüvə eksperimental reaktor layihəsi Beynəlxalq Thermonuclear Experimental Reactor-un abreviaturası olan ITER adlanırdı. Ancaq sonradan adın daha gözəl bir təfsiri ortaya çıxdı: layihənin adı latınca iter - "yol" sözünün tərcüməsi ilə izah olunur və bəzi ölkələr "reaktor" sözünü xatırlamaqdan ehtiyatla uzaqlaşmağa başladılar. vətəndaşların şüurunda təhlükə və radiasiya ilə assosiasiyalar oyatmaq.
Bütün dünya yeni reaktor tikir. Bu günə qədər layihədə Rusiya, Hindistan, Yaponiya, Çin, Cənubi Koreya və ABŞ, eləcə də Avropa İttifaqı iştirak edir. Layihənin 46%-ni həyata keçirən avropalılar vahid qrup kimi, digər iştirakçı ölkələrin hər biri 9%-ni öz üzərinə götürüb.
Qarşılıqlı hesablaşmalar sistemini sadələşdirmək üçün təşkilat daxilində xüsusi valyuta - İTER hesab vahidi - IUA icad edilmişdir. İştirakçılar tərəfindən komponentlərin tədarükü ilə bağlı bütün müqavilələr bu bölmələrdə həyata keçirilir. Beləliklə, tikintinin nəticəsi milli valyutanın məzənnəsinin dəyişməsindən və hər bir konkret ölkədə hissələrin istehsalına çəkilən xərclərdən müstəqil oldu.
Pulla deyil, gələcək quraşdırmanın komponentləri ilə ifadə olunan bu investisiya üçün iştirakçılar ITER-də iştirak edən bütün texnologiyalara tam giriş əldə edirlər. Belə ki, hazırda Fransada “Termonüvə Reaktorunun Yaradılması üzrə Beynəlxalq Məktəb” tikilir.
"Günəş sistemindəki ən isti şey"
Jurnalistlər, hətta ITER əməkdaşlarının özləri də tez-tez layihəni Günəşlə müqayisə edirlər ki, termonüvə qurğusu üçün başqa bir assosiasiya tapmaq olduqca çətindir. Beynəlxalq ITER Təşkilatının bölmələrindən birinin rəhbəri Mario Merola reaktoru “Günəş sistemimizdəki ən isti şey” adlandıra bildi.
"Cihazın daxilindəki temperatur təxminən 150 milyon dərəcə Selsi olacaq ki, bu da Günəşin nüvəsinin temperaturundan 10 dəfə yüksəkdir. Qurğunun maqnit sahəsi Yerin özündən təxminən 200 min dəfə böyük olacaq", - Mario deyir. layihə haqqında.
ITER tokamak sisteminə əsaslanır - maqnit sarğıları olan toroidal kameralar. Yüksək temperaturlu plazmanın maqnit tutulması ideyası dünyada ilk dəfə keçən əsrin ortalarında Kurçatov İnstitutunda işlənib hazırlanmış və texnoloji cəhətdən həyata keçirilmişdir. Layihənin başlanğıcında olan Rusiya, digər komponentlərlə yanaşı, quraşdırmanın ən vacib hissələrindən birini, “ITER-in ürəyini” - superkeçirici maqnit sistemini istehsal edir. O, xüsusi nanostrukturlu on minlərlə filamentdən ibarət müxtəlif növ superkeçiricilərdən ibarətdir.
Belə geniş miqyaslı sistemi yaratmaq üçün yüzlərlə ton belə superkeçiricilər tələb olunur. Yeddi iştirakçı ölkədən altısı onların istehsalı ilə məşğuldur. Onların arasında niobium-titan və niobium-qalay ərintiləri əsasında superkeçiricilər tədarük edən Rusiya da var ki, bu da dünyanın ən yaxşıları sırasındadır. Rusiyada bu materialların istehsalı Rosatom müəssisələri və Kurçatov İnstitutu tərəfindən həyata keçirilir.
© Foto: ITER Təşkilatının izni ilə
© Foto: ITER Təşkilatının izni ilə
Ümumi çətinliklər
Bununla belə, Rusiya və Çin öhdəliklərini vaxtında yerinə yetirərək, istər-istəməz digər layihə iştirakçılarının girovuna çevriliblər və onlar həmişə işin bir hissəsini vaxtında başa çatdıra bilmirlər. ITER layihəsinin spesifikliyi bütün tərəflərin sıx qarşılıqlı əlaqəsidir və buna görə də hər hansı bir ölkənin geridə qalması bütün layihənin “sürüşməyə” başlamasına səbəb olur.
Vəziyyəti düzəltmək üçün ITER təşkilatının yeni rəhbəri Bernard Bigot layihənin vaxt çərçivəsini dəyişdirmək qərarına gəldi. Cədvəlin yeni versiyası - daha real olacağı gözlənilir - noyabrda təqdim olunacaq.
Eyni zamanda, Bigo işin iştirakçılar arasında yenidən bölüşdürülməsini istisna etməyib.
"Heç bir gecikmə olmasaydı, şad olardım. Amma etiraf etməliyəm ki, qlobal layihəmizin həyata keçirilməsi bəzi sahələrdə çətinliklərlə üzləşdi. Mən İTER-in imkanlarını azaltmaqdan başqa istənilən həll yollarına açığam. Görmürəm. işin yenidən bölüşdürülməsində hər hansı bir şey pisdir, lakin bu məsələ ciddi şəkildə müzakirə edilməlidir "dedi təşkilatın baş direktoru.
Biqo qeyd edib ki, İTER-in yaradılması üzrə iş yeddi iştirakçı ölkədən yüzlərlə şirkət və təşkilat tərəfindən aparılır. "Sadəcə barmaqlarınızı sındırıb planı həyata keçirə bilməzsiniz. Hamı yaxşı niyyət və xoş niyyət sayəsində son tarixlərə çatmağın asan olacağını düşünürdü. İndi başa düşürük ki, ciddi idarəetmə olmadan heç nə işləməyəcək", - Bigo vurğulayıb.
Onun sözlərinə görə, İTER-in tikintisində çətinliklər iştirakçı ölkələrin mədəniyyətlərinin fərqli olmasından və dünyada daha əvvəl analoji layihələrin olmamasından, ilk dəfə istehsal olunan çoxlu mexanizm və qurğulardan qaynaqlanır. əlavə vaxt tələb edən tənzimləyicilərdən əlavə sınaqlar və sertifikatlaşdırma.
Bigotun təklif etdiyi "ciddi idarəetmə" tədbirlərindən biri milli agentliklərin direktorlarının və baş direktorun daxil olduğu başqa bir idarəetmə orqanının yaradılması olardı. Bu qurumun qərarları layihənin bütün iştirakçıları üçün məcburi olacaq - Bigot ümid edir ki, bu, qarşılıqlı fəaliyyət prosesinə təkan verəcək.
© Foto
"Əsrin tikintisi"
Bu arada İTER ərazisində nəhəng tikinti işləri gedir. Obyektin "ürəyi" - tokamakın özü və ofis binaları - bir kilometrə 400 metr olan ərazini tutacaq.
Reaktor üçün 20 metr dərinlikdə çuxur qazılıb, onun dibinə bu mərhələdə lazım olan armaturlar və digər komponentlər güzgü kimi hamar asfalt boyunca gətirilir. Birincisi, divar seqmentləri yatay şəkildə yığılır, metal konstruksiyaları xüsusi plitələrlə birləşdirirlər. Daha sonra dörd tikinti kranının köməyi ilə onlar nəhayət istənilən mövqeyə yerləşdirilir.
Bir neçə il keçəcək və sayt tanınmaz olacaq. Platformadakı nəhəng bir çuxur əvəzinə, təxminən Böyük Teatrın ölçüsündə bir nəhəng onun üstündə - təxminən 40 metr hündürlükdə yüksələcək.
Saytın bir yerində tikinti hələ başlamayıb - və buna görə də digər ölkələr termonüvə reaktorunun komponentlərinin çatdırılma müddətini dəqiq hesablaya bilmirlər və haradasa artıq tamamlanıb. Xüsusilə, İTER-in qərargahı, maqnit sisteminin poloidal sarğıları üçün bina, elektrik yarımstansiyası və bir sıra digər köməkçi binalar istismara hazırdır.
"Xoşbəxtlik bilinməyənlərin davamlı biliklərindədir"
Elmi işin hər yerdə populyar olmadığı və hörmətlə qarşılanmadığı bir vaxtda İTER öz platformasında müxtəlif ölkələrdən 500 alim, mühəndis və bir çox başqa ixtisasların nümayəndələrini bir araya gətirib. Bu mütəxəssislər Strugatskys kimi əsl xəyalpərəst və fədakar insanlardır, "xoşbəxtliyin bilinməyənləri və həyatın mənasını daim bilməkdə olduğu fərziyyəsini qəbul etdilər."
Lakin layihənin işçiləri üçün yaşayış şəraiti sovet elmi fantastika yazıçılarının “Bazar ertəsi şənbə günü başlayır” hekayəsinin qəhrəmanlarının işlədiyi NIICHAVO-da - Cadu və Sehrbazlıq Tədqiqat İnstitutundan əsaslı şəkildə fərqlənir. İTER-in ərazisində əcnəbilər üçün yataqxanalar yoxdur - onların hamısı yaxınlıqdakı kənd və qəsəbələrdə kirayə evlər tutur.
Artıq tikilmiş binalardan birinin daxilində iş yerlərindən əlavə nəhəng yeməkxana da var ki, burada layihə işçiləri çox təvazökar məbləğə qəlyanaltı və ya doyumlu nahar edə bilərlər. Menyuda istər Yapon əriştəsi, istərsə də italyan minestronu olsun, həmişə milli mətbəxin yeməkləri var.
Yemək otağının girişində bildiriş lövhəsi var. Bu, mənzillərin birgə kirayəsi və “Yüksək keyfiyyətli və ucuz fransız dili” təkliflərini ehtiva edir. Ağ kağız parçası göstərilir - "Cadarache xoru iştirakçılar cəlb edir. Əsas ITER binasına gəlin." Quruluşu hələ başa çatmamış xordan başqa, layihənin əməkdaşları öz orkestrlərini də təşkil ediblər. Bir neçə ildir ki, Kadaraçedə işləyən rusiyalı Yevgeni Veşşov saksafonda da ifa edir.
Günəşə gedən yol
"Biz burada necə yaşayırıq? Biz işləyirik, məşq edirik, oynayırıq. Bəzən dənizə və dağlara gedirik, bura çox da uzaqda deyil" deyən Yevgeni. "Əlbəttə, mən Rusiya üçün darıxıram, onun kökünü kəsirəm. Amma bu Mənim ilk uzunmüddətli xarici işgüzar səfərim deyil, öyrəşmişəm”.
Evgeni fizikdir və layihə üzrə diaqnostika sistemlərinin inteqrasiyasında iştirak edir.
“Tələbəlik illərindən məni İTER layihəsi, qarşıda duran imkanlar və perspektivlər ruhlandırırdı, onun arxasında gələcəyin dayandığı hissi var idi.Lakin mənim də bir çoxları kimi mənim də yolum tikanlı idi. pulla o qədər də yaxşı deyiləm, "Mən hətta biznes üçün elmi tərk etməyi, özümə aid bir şey açmağı düşündüm. Amma mən işgüzar səfərə getdim, sonra başqa. Beləliklə, ITER haqqında ilk dəfə eşitdikdən on il sonra Fransada oldum. , layihə haqqında" fizik deyir.
Rus alimin fikrincə, “hər bir işçinin layihəyə daxil olması ilə bağlı öz hekayəsi var”. Tərəfdarlarının “Günəşə aparan yolları” nə olursa olsun, onlardan hər hansı biri ilə ən qısa söhbətdən sonra belə məlum olur ki, burada öz sənətinin pərəstişkarları işləyir.
Məsələn, amerikalı Mark Henderson İTER-də plazma isitmə üzrə mütəxəssisdir. O, görüşə - qısa saçlı, quru, eynək taxan - Apple-ın qurucularından biri Stiv Cobsun qiyafəsində gəlib. Qara köynək, solğun cins şalvar, idman ayaqqabısı. Məlum oldu ki, Henderson və Jobsun özünəməxsus yaxınlığı xarici oxşarlıqla məhdudlaşmır: onların hər ikisi öz ixtiraları ilə dünyanı dəyişmək fikrindən ilhamlanan xəyalpərəstlərdir.
"Biz bəşəriyyət olaraq resurslardan getdikcə daha çox asılıyıq və onları istehlak etməkdən başqa heç nə etmirik. Kollektiv intellektimiz bir qab mayanın kollektiv zəkasına bərabərdirmi? Gələcək nəsillər haqqında düşünməliyik. Yenidən xəyal qurmağa başlamalıyıq," Henderson əmindir.
Onlar isə ən inanılmaz və fantastik ideyaları düşünür, xəyal edir və həyata keçirirlər. Xarici siyasət gündəmində olan heç bir məsələ alimlərin işinə mane ola bilməz: fikir ayrılıqları gec-tez sona çatacaq, termonüvə reaksiyası nəticəsində əldə edilən istilik isə qitədən və dövlətdən asılı olmayaraq hamını isitəcək.
ITER (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor, "International Experimental Thermonuclear Reactor") ilk beynəlxalq eksperimental termonüvə reaktorunun qurulmasına yönəlmiş genişmiqyaslı elmi-texniki layihədir.
Yeddi əsas tərəfdaş (Avropa İttifaqı, Hindistan, Çin, Koreya Respublikası, Rusiya, ABŞ, Yaponiya) tərəfindən Kadarache (Provence-Alpes-Côte d'Azur regionu, Fransa) tərəfindən həyata keçirilir. ITER, idarə olunan termonüvə birləşməsini həyata keçirmək üçün ən perspektivli cihaz hesab edilən tokamak qurğusuna (adını ilk hərflərinin adı ilə verilmişdir: maqnit sarğıları olan toroidal kamera) əsaslanır. Sovet İttifaqında ilk tokamak 1954-cü ildə tikilib.
Layihənin məqsədi sintez enerjisinin sənaye miqyasında istifadə oluna biləcəyini nümayiş etdirməkdir. ITER 100 milyon dərəcədən yuxarı temperaturda ağır hidrogen izotopları ilə birləşmə reaksiyası vasitəsilə enerji yaratmalıdır.
Quraşdırmada istifadə olunacaq 1 q yanacağın (deyterium və tritium qarışığı) 8 ton neftlə eyni miqdarda enerji verəcəyi güman edilir. İTER-in təxmin edilən termonüvə gücü 500 MVt təşkil edir.
Mütəxəssislər bildirirlər ki, bu tip reaktor hazırkı nüvə stansiyalarından (AES) qat-qat təhlükəsizdir və dəniz suyu onun üçün demək olar ki, qeyri-məhdud miqdarda yanacaq verə bilər. Beləliklə, İTER-in uğurla həyata keçirilməsi ekoloji cəhətdən təmiz enerjinin tükənməz mənbəyini təmin edəcəkdir.
Layihənin tarixi
adına Atom Enerjisi İnstitutunda reaktor konsepsiyası hazırlanıb. İ.V.Kurçatova. 1978-ci ildə SSRİ Atom Enerjisi üzrə Beynəlxalq Agentlikdə (BAEA) layihənin həyata keçirilməsi ideyasını irəli sürdü. Layihənin həyata keçirilməsinə dair razılıq 1985-ci ildə Cenevrədə SSRİ ilə ABŞ arasında aparılan danışıqlar zamanı əldə olunub.
Proqram daha sonra MAQATE tərəfindən təsdiqləndi. 1987-ci ildə layihə indiki adını aldı və 1988-ci ildə idarəetmə orqanı - ITER Şurası yaradıldı. 1988-1990-cı illərdə Sovet, Amerika, Yapon və Avropa alimləri və mühəndisləri layihənin konseptual tədqiqatını apardılar.
21 iyul 1992-ci ildə Vaşinqtonda Aİ, Rusiya, ABŞ və Yaponiya arasında 2001-ci ildə tamamlanan İTER texniki layihəsinin inkişafı haqqında saziş imzalanmışdır. 2002-2005-ci illərdə. Layihəyə Cənubi Koreya, Çin və Hindistan qoşulub. İlk beynəlxalq eksperimental sintez reaktorunun tikintisinə dair saziş 2006-cı il noyabrın 21-də Parisdə imzalanıb.
Bir il sonra, 2007-ci il noyabrın 7-də İTER-in tikinti sahəsi ilə bağlı müqavilə imzalandı, ona görə reaktor Fransada, Marsel yaxınlığındakı Kadarache nüvə mərkəzində yerləşəcək. Nəzarət və məlumatların emalı mərkəzi Nakada (İbaraki prefekturası, Yaponiya) yerləşəcək.
Cadarache-də tikinti sahəsinin hazırlanmasına 2007-ci ilin yanvarında başlanmış və tam miqyaslı tikinti 2013-cü ildə başlamışdır. Kompleks 180 hektar ərazidə yerləşəcək. Hündürlüyü 60 m, çəkisi 23 min ton olan reaktor uzunluğu 1 km və eni 400 m olan ərazidə yerləşəcək.Onun tikintisi üzrə işlər 2007-ci ilin oktyabrında yaradılmış İTER Beynəlxalq Təşkilatı tərəfindən əlaqələndirilir.
Layihənin dəyəri 15 milyard avro dəyərində qiymətləndirilir ki, bunun da 45,4%-i Aİ (Euratom vasitəsilə) və 6 digər iştirakçının (Rusiya Federasiyası daxil olmaqla) hər biri 9,1%-ni təşkil edir. 1994-cü ildən Qazaxıstan da Rusiyanın kvotasına uyğun olaraq layihədə iştirak edir.
Reaktor elementləri gəmi ilə Fransanın Aralıq dənizi sahillərinə, oradan isə xüsusi karvanlarla Kadarache bölgəsinə daşınacaq. Bu məqsədlə 2013-cü ildə mövcud yolların hissələri əhəmiyyətli dərəcədə yenidən təchiz edilmiş, körpülər möhkəmləndirilmiş, yeni keçidlər və xüsusilə möhkəm səthlərə malik cığırlar salınmışdır. 2014-cü ildən 2019-cu ilə qədər olan dövrdə ən azı üç onlarla super ağır yol qatarı möhkəmləndirilmiş yol boyunca keçməlidir.
Novosibirskdə İTER üçün plazma diaqnostik sistemləri hazırlanacaq. Bu barədə saziş 2014-cü il yanvarın 27-də Beynəlxalq İTER Təşkilatının direktoru Osamu Motojima və Rusiya Federasiyasındakı İTER milli agentliyinin rəhbəri Anatoli Krasilnikov tərəfindən imzalanıb.
adına Fizika-Texniki İnstitutun bazasında yeni müqavilə çərçivəsində diaqnostika kompleksinin yaradılması işləri aparılır. A.F.Ioffe Rusiya Elmlər Akademiyası.
Gözlənilir ki, reaktor 2020-ci ildə işə düşəcək, onun üzərində ilk nüvə sintezi reaksiyaları 2027-ci ildən gec olmayaraq aparılacaq. 2037-ci ildə layihənin eksperimental hissəsinin başa çatdırılması və 2040-cı ilə qədər elektrik enerjisi istehsalına keçid planlaşdırılır. . Mütəxəssislərin ilkin proqnozlarına görə, reaktorun sənaye versiyası 2060-cı ildən tez hazır olmayacaq və bu tipli reaktorlar seriyası yalnız 21-ci əsrin sonunda yaradıla bilər.
Fusion elektrik stansiyası.
Hazırda alimlər termonüvə elektrik stansiyasının yaradılması üzərində işləyirlər, onun üstünlüyü bəşəriyyəti qeyri-məhdud müddətə elektrik enerjisi ilə təmin etməkdir. Termonüvə elektrik stansiyası termonüvə sintezi - ağır hidrogen izotoplarının helium əmələ gəlməsi və enerjinin ayrılması ilə sintez reaksiyası əsasında işləyir. Termonüvə birləşmə reaksiyası qaz və ya maye radioaktiv tullantılar əmələ gətirmir və nüvə silahı istehsalında istifadə olunan plutonium istehsal etmir. Nəzərə alsaq ki, termonüvə stansiyaları üçün yanacaq sadə sudan alınan ağır hidrogen izotopu deyterium olacaq - yarım litr suyun tərkibində bir barel benzinin yandırılması ilə əldə edilən enerjiyə bərabər sintez enerjisi var - onda üstünlüklər termonüvə reaksiyalarına əsaslanan elektrik stansiyaları aydın olur.
Termonüvə reaksiyası zamanı yüngül atomlar birləşib daha ağır atomlara çevrildikdə enerji ayrılır. Buna nail olmaq üçün qazı 100 milyon dərəcədən çox - Günəşin mərkəzindəki temperaturdan xeyli yüksək temperatura qədər qızdırmaq lazımdır.
Bu temperaturda qaz plazmaya çevrilir. Eyni zamanda, hidrogen izotoplarının atomları birləşərək helium atomlarına və neytronlara çevrilir və böyük miqdarda enerji buraxır. Bu prinsiplə işləyən kommersiya elektrik stansiyası, sıx material təbəqəsi (litium) tərəfindən idarə olunan neytronların enerjisindən istifadə edəcəkdir.
Nüvə elektrik stansiyası ilə müqayisədə füzyon reaktoru daha az radioaktiv tullantı buraxacaq.
Beynəlxalq termonüvə reaktoru ITER
Dünyanın ilk termonüvə reaktoru İTER-in yaradılması üzrə beynəlxalq konsorsiumun iştirakçıları Brüsseldə layihənin praktiki həyata keçirilməsinə start verən saziş imzalayıblar.
Avropa İttifaqı, ABŞ, Yaponiya, Çin, Cənubi Koreya və Rusiya nümayəndələri eksperimental reaktorun tikintisinə 2007-ci ildə başlamaq və səkkiz il ərzində başa çatdırmaq niyyətindədirlər. Hər şey plan üzrə getsə, 2040-cı ilə qədər yeni prinsiplə işləyən nümunəvi elektrik stansiyası tikilə bilər.
İnanmaq istərdim ki, ekoloji cəhətdən təhlükəli olan su elektrik stansiyaları və atom elektrik stansiyaları erası tezliklə başa çatacaq və yeni elektrik stansiyasının - layihəsi artıq həyata keçirilən termonüvə stansiyasının vaxtı gələcək. Amma ITER (Beynəlxalq Termonüvə Reaktoru) layihəsinin demək olar ki, hazır olmasına baxmayaraq; Artıq ilk işləyən eksperimental termonüvə reaktorlarında 10 MVt-dan çox güc əldə edilməsinə baxmayaraq - ilk atom elektrik stansiyalarının səviyyəsində, ilk termonüvə elektrik stansiyası iyirmi ildən tez işə başlamayacaq, çünki onun dəyəri çox yüksəkdir. . İşin dəyəri 10 milyard avro qiymətləndirilir - bu, ən bahalı beynəlxalq elektrik stansiyası layihəsidir. Reaktorun tikintisi xərclərinin yarısını Avropa Birliyi ödəyir. Digər konsorsium iştirakçıları smetanın 10%-ni ayıracaqlar.
İndi ən bahalı birgə elmi layihəyə çevriləcək reaktorun tikintisi planı konsorsiuma üzv ölkələrin parlamentariləri tərəfindən ratifikasiya edilməlidir.
Reaktor Fransanın cənubundakı Provans əyalətində, Fransanın nüvə tədqiqat mərkəzinin yerləşdiyi Kadaraşe şəhərinin yaxınlığında tikiləcək.
Hamısı necə başladı? “Enerji problemi” aşağıdakı üç amilin birləşməsi nəticəsində yaranmışdır:
1. Bəşəriyyət indi böyük miqdarda enerji istehlak edir.
Hazırda dünyada enerji istehlakı təxminən 15,7 terawatt (TW) təşkil edir. Bu dəyəri dünya əhalisinə bölsək, biz adambaşına təxminən 2400 vatt alırıq ki, bu da asanlıqla təxmin edilə və vizuallaşdırıla bilər. Yer kürəsinin hər bir sakininin (uşaqlar da daxil olmaqla) istehlak etdiyi enerji 24 yüz vattlıq elektrik lampalarının gecə-gündüz işləməsinə uyğundur. Bununla belə, bu enerjinin bütün planetdə istehlakı çox qeyri-bərabərdir, çünki bir sıra ölkələrdə çox böyük, digərlərində isə cüzidir. İstehlak (bir nəfər üçün) ABŞ-da 10,3 kVt-a (rekord qiymətlərdən biri), Rusiya Federasiyasında 6,3 kVt-a, Böyük Britaniyada 5,1 kVt-a və s.-ə bərabərdir, lakin digər tərəfdən, bərabərdir. Banqladeşdə cəmi 0,21 kVt (ABŞ enerji istehlakının yalnız 2%-i!).
2. Dünya enerji istehlakı kəskin şəkildə artır.
Beynəlxalq Enerji Agentliyinin (2006) proqnozuna görə, 2030-cu ilə qədər qlobal enerji istehlakı 50% artmalıdır. İnkişaf etmiş ölkələr, əlbəttə ki, əlavə enerji olmadan yaxşı iş görə bilərdi, lakin bu artım 1,5 milyard insanın ciddi enerji çatışmazlığından əziyyət çəkdiyi inkişaf etməkdə olan ölkələrdə insanları yoxsulluqdan çıxarmaq üçün lazımdır.
3. Hazırda dünya enerjisinin 80%-i qalıq yanacaqların yandırılmasından əldə edilir
(neft, kömür və qaz), istifadəsi:
a) potensial olaraq fəlakətli ekoloji dəyişikliklər riski yaradır;
b) mütləq nə vaxtsa bitməlidir.
Deyilənlərdən aydın olur ki, indi biz qalıq yanacaqlardan istifadə dövrünün sonuna hazırlaşmalıyıq.
Hazırda atom elektrik stansiyaları atom nüvələrinin parçalanma reaksiyaları zamanı böyük miqyasda ayrılan enerji istehsal edir. Bu cür stansiyaların yaradılması və inkişafı hər cür təşviq edilməlidir, lakin nəzərə almaq lazımdır ki, onların istismarı üçün ən vacib materiallardan birinin (ucuz uran) ehtiyatları da yaxın 50 il ərzində tamamilə istifadə edilə bilər. . Nüvə parçalanmasına əsaslanan enerjinin imkanları istehsal olunan enerjinin miqdarını demək olar ki, iki dəfə artırmağa imkan verən daha səmərəli enerji dövrlərindən istifadə etməklə əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirilə bilər (və olmalıdır). Bu istiqamətdə enerjini inkişaf etdirmək üçün torium reaktorları (torium reaktorları və ya damazlıq reaktorları adlanır) yaratmaq lazımdır ki, bu reaktorlarda reaksiya orijinal urandan daha çox torium istehsal edir, nəticədə ümumi enerji miqdarı istehsal olunur. müəyyən miqdarda maddə üçün 40 dəfə artır. Uran reaktorlarından qat-qat səmərəli və 60 dəfə daha çox enerji istehsal edə bilən sürətli neytronlardan istifadə edərək plutonium yetişdiricilərinin yaradılması da perspektivli görünür. Ola bilsin ki, bu sahələri inkişaf etdirmək üçün uran əldə etmək üçün yeni, qeyri-standart üsullar (məsələn, ən əlçatan kimi görünən dəniz suyundan) işlənib hazırlanması lazım gələcək.
Fusion elektrik stansiyaları
Şəkildə cihazın sxematik diaqramı (miqyaslı deyil) və termonüvə elektrik stansiyasının iş prinsipi göstərilir. Mərkəzi hissədə həcmi ~2000 m3 olan, 100 M°C-dən yuxarı temperatura qədər qızdırılan tritium-deyterium (T-D) plazması ilə doldurulmuş toroidal (donutşəkilli) kamera yerləşir. Birləşmə reaksiyası zamanı əmələ gələn neytronlar (1) “maqnit şüşəsi”ni tərk edərək şəkildəki qalınlığı təxminən 1 m olan qabığa daxil olurlar.
Qabıq içərisində neytronlar litium atomları ilə toqquşur və nəticədə tritium əmələ gətirən reaksiya baş verir:
neytron + litium → helium + tritium
Bundan əlavə, sistemdə rəqabət aparan reaksiyalar (tritium əmələ gəlmədən), həmçinin əlavə neytronların buraxılması ilə çoxlu reaksiyalar baş verir ki, bu da daha sonra tritiumun meydana gəlməsinə səbəb olur (bu vəziyyətdə əlavə neytronların buraxılması ola bilər. məsələn, berilyum atomlarının qabığa və qurğuşuna daxil edilməsi ilə əhəmiyyətli dərəcədə gücləndirilmişdir). Ümumi nəticə ondan ibarətdir ki, bu qurğu (ən azı nəzəri olaraq) tritium istehsal edəcək nüvə birləşmə reaksiyasına məruz qala bilər. Bu halda istehsal edilən tritiumun miqdarı nəinki quraşdırmanın özünün ehtiyaclarını ödəməli, həm də bir qədər böyük olmalıdır ki, bu da yeni qurğuları tritiumla təmin etməyə imkan verəcəkdir. Məhz bu əməliyyat konsepsiyası aşağıda təsvir olunan ITER reaktorunda sınaqdan keçirilməli və həyata keçirilməlidir.
Bundan əlavə, neytronlar pilot qurğular adlanan (burada nisbətən “adi” tikinti materiallarından istifadə ediləcək) qabığı təxminən 400°C-yə qədər qızdırmalıdır. Gələcəkdə qabığın isitmə temperaturu 1000°C-dən yuxarı olan təkmilləşdirilmiş qurğuların yaradılması planlaşdırılır ki, bu da ən son yüksək möhkəmlikli materialların (məsələn, silisium karbid kompozitləri) istifadəsi hesabına əldə edilə bilər. Qabıqda yaranan istilik, adi stansiyalarda olduğu kimi, soyuducu (məsələn, su və ya helium ehtiva edən) ilə birincil soyutma dövrəsi tərəfindən alınır və su buxarının istehsal olunduğu və turbinlərə verildiyi ikincil dövrəyə ötürülür.
1985 - Sovet İttifaqı dörd aparıcı ölkənin sintez reaktorlarının yaradılması təcrübəsindən istifadə edərək növbəti nəsil Tokamak zavodunu təklif etdi. Amerika Birləşmiş Ştatları Yaponiya və Avropa Birliyi ilə birlikdə layihənin həyata keçirilməsi üçün təklif irəli sürüb. 
Hazırda Fransada aşağıda təsvir olunan beynəlxalq eksperimental termonüvə reaktoru ITER (Beynəlxalq Tokamak Eksperimental Reaktoru) üzərində tikinti aparılır ki, bu da plazmanı “alovlandırmaq” qabiliyyətinə malik ilk tokamak olacaq.
Ən qabaqcıl mövcud tokamak qurğuları çoxdan 150 M°C-ə yaxın temperaturlara çatmışdır ki, bu da termofuziya stansiyasının işləməsi üçün tələb olunan dəyərlərə yaxındır, lakin ITER reaktoru uzun müddət işləmək üçün nəzərdə tutulmuş ilk iri miqyaslı elektrik stansiyası olmalıdır. -müddətli əməliyyat. Gələcəkdə onun iş parametrlərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmaq lazım gələcək, bu, ilk növbədə plazmadakı təzyiqin artırılmasını tələb edəcək, çünki müəyyən bir temperaturda nüvə birləşməsinin sürəti təzyiqin kvadratına mütənasibdir. Bu halda əsas elmi problem plazmada təzyiq artdıqda çox mürəkkəb və təhlükəli qeyri-sabitliklərin, yəni qeyri-sabit iş rejimlərinin yaranması ilə bağlıdır. 
Bu bizə niyə lazımdır?
Nüvə birləşməsinin əsas üstünlüyü ondan ibarətdir ki, yanacaq kimi təbiətdə çox yayılmış maddələrin çox az miqdarda tələb olunur. Təsvir edilən qurğulardakı nüvə birləşmə reaksiyası adi kimyəvi reaksiyalar (məsələn, qalıq yanacaqların yanması) zamanı buraxılan standart istilikdən on milyon dəfə çox olan böyük miqdarda enerjinin buraxılmasına səbəb ola bilər. Müqayisə üçün qeyd edək ki, gücü 1 giqavat (GW) olan istilik elektrik stansiyasını işə salmaq üçün tələb olunan kömürün miqdarı gündə 10.000 ton (on dəmir yolu vaqonu) təşkil edir və eyni gücə malik bir əritmə qurğusu yalnız təxminən Gündə 1 kiloqram D+T qarışığı.
Deyterium hidrogenin sabit izotopudur; Adi suyun təxminən hər 3350 molekulundan birində hidrogen atomlarından biri deuterium (Böyük Partlayışdan miras) ilə əvəz olunur. Bu fakt sudan lazımi miqdarda deuteriumun kifayət qədər ucuz istehsalını təşkil etməyi asanlaşdırır. Qeyri-sabit olan tritium əldə etmək daha çətindir (yarım ömrü təxminən 12 ildir, bunun nəticəsində təbiətdəki tərkibi cüzidir), lakin yuxarıda göstərildiyi kimi, tritium əməliyyat zamanı birbaşa termonüvə qurğusunun içərisində görünəcəkdir. neytronların litium ilə reaksiyasına görə.
Beləliklə, sintez reaktoru üçün ilkin yanacaq litium və sudur. Litium məişət cihazlarında (mobil telefon batareyaları və s.) geniş istifadə olunan ümumi metaldır. Yuxarıda təsvir edilən qurğu, hətta qeyri-ideal səmərəliliyi nəzərə alsaq, 70 ton kömürün tərkibində olan enerjiyə bərabər olan 200.000 kVt/saat elektrik enerjisi istehsal edə biləcək. Bunun üçün tələb olunan litiumun miqdarı bir kompüter batareyasında, deyteriumun miqdarı isə 45 litr suda olur. Yuxarıdakı dəyər Aİ ölkələrində 30 ildən artıq olan cari elektrik istehlakına (adam başına hesablanmış) uyğundur. Bu qədər cüzi miqdarda litiumun bu qədər elektrik enerjisinin (CO2 emissiyası olmadan və ən kiçik hava çirklənməsi olmadan) istehsalını təmin edə bilməsi termonüvə enerjisinin ən sürətli və güclü inkişafı üçün kifayət qədər ciddi bir arqumentdir (bütün bunlara baxmayaraq). çətinliklər və problemlər) və hətta bu cür tədqiqatın uğuruna yüz faiz inam olmadan.
Deyterium milyonlarla il davam etməlidir və asanlıqla çıxarılan litium ehtiyatları yüz illərlə ehtiyacları təmin etmək üçün kifayətdir. Süxurlardakı litium tükənsə belə, biz onu sudan çıxara bilərik, burada onun çıxarılmasını iqtisadi cəhətdən məqsədəuyğun etmək üçün kifayət qədər yüksək konsentrasiyalarda (uranın konsentrasiyasından 100 dəfə çoxdur). 
Fransanın Kadaraş şəhəri yaxınlığında eksperimental termonüvə reaktoru (Beynəlxalq termonüvə eksperimental reaktor) tikilir. ITER layihəsinin əsas məqsədi sənaye miqyasında idarə olunan termonüvə birləşmə reaksiyasını həyata keçirməkdir.
Termonüvə yanacağının vahid çəkisi üçün eyni miqdarda üzvi yanacağın yandırılması ilə müqayisədə təxminən 10 milyon dəfə, hazırda fəaliyyət göstərən atom elektrik stansiyalarının reaktorlarında uran nüvələrinin parçalanmasından isə təxminən yüz dəfə çox enerji əldə edilir. Alim və konstruktorların hesablamaları gerçəkləşsə, bu, bəşəriyyətə tükənməz enerji mənbəyi bəxş edəcək.
Buna görə də bir sıra ölkələr (Rusiya, Hindistan, Çin, Koreya, Qazaxıstan, ABŞ, Kanada, Yaponiya, Avropa İttifaqı ölkələri) yeni elektrik stansiyalarının prototipi olan Beynəlxalq Termonüvə Tədqiqat Reaktorunun yaradılmasında birləşdilər.
İTER hidrogen və tritium atomlarının (hidrogenin izotopu) sintezinə şərait yaradan, nəticədə yeni atomun - helium atomunun əmələ gəlməsinə şərait yaradan obyektdir. Bu proses böyük bir enerji partlayışı ilə müşayiət olunur: termonüvə reaksiyasının baş verdiyi plazmanın temperaturu təxminən 150 milyon dərəcə Selsi (müqayisə üçün, Günəş nüvəsinin temperaturu 40 milyon dərəcədir). Bu halda izotoplar yanır, demək olar ki, heç bir radioaktiv tullantı qalmır.
Beynəlxalq layihədə iştirak sxemi reaktor komponentlərinin tədarükü və onun tikintisinin maliyyələşdirilməsini nəzərdə tutur. Bunun müqabilində iştirakçı ölkələrin hər biri termonüvə reaktoru yaratmaq üçün bütün texnologiyalara və bu reaktorda aparılan bütün eksperimental işlərin nəticələrinə tam giriş əldə edir ki, bu da seriyalı güc termonüvə reaktorlarının dizaynı üçün əsas olacaq.
Termonüvə sintezi prinsipinə əsaslanan reaktorda radioaktiv şüalanma yoxdur və ətraf mühit üçün tamamilə təhlükəsizdir. O, demək olar ki, dünyanın hər yerində yerləşə bilər və onun yanacağı adi sudur. ITER-in tikintisinin təxminən on il davam edəcəyi, bundan sonra reaktorun 20 il istifadəyə veriləcəyi gözlənilir.
Yaxın illərdə İTER Termonüvə Reaktorunun Tikintisi üzrə Beynəlxalq Təşkilatın Şurasında Rusiyanın maraqlarını Rusiya Elmlər Akademiyasının müxbir üzvü Mixail Kovalçuk, Rusiya Elmlər Akademiyasının Kurçatov İnstitutunun Kristalloqrafiya İnstitutunun direktoru təmsil edəcək. Elmlər və Prezident yanında Elm, Texnologiya və Təhsil Şurasının elmi katibi. Kovalçuk bu vəzifədə müvəqqəti olaraq növbəti iki il müddətinə ITER Beynəlxalq Şurasının sədri seçilmiş və bu vəzifəni iştirakçı ölkənin rəsmi nümayəndəsinin vəzifələri ilə birləşdirmək hüququ olmayan akademik Yevgeni Velihovu əvəz edəcək.
Tikintinin ümumi dəyəri 5 milyard avro qiymətləndirilir və eyni məbləğ reaktorun sınaq istismarı üçün tələb olunacaq. Hindistan, Çin, Koreya, Rusiya, ABŞ və Yaponiyanın hər birinin payı ümumi dəyərin təxminən 10 faizini, 45 faizi isə Avropa İttifaqı ölkələrinin payına düşür. Lakin Avropa dövlətləri xərclərin onlar arasında dəqiq necə bölüşdürüləcəyi ilə bağlı hələlik razılığa gəlməyiblər. Bu səbəbdən tikintinin başlanması 2010-cu ilin aprel ayına təxirə salınıb. Son gecikməyə baxmayaraq, İTER-də iştirak edən elm adamları və rəsmilər layihəni 2018-ci ilə qədər başa çatdıra biləcəklərini bildirirlər.
İTER-in təxmin edilən termonüvə gücü 500 meqavatdır. Ayrı-ayrı maqnit hissələri 200 ilə 450 tona qədər çəkiyə çatır. İTER-i soyutmaq üçün gündə 33 min kubmetr su tələb olunacaq.
1998-ci ildə ABŞ layihədə iştirakını maliyyələşdirməyi dayandırdı. Respublikaçılar hakimiyyətə gəldikdən və Kaliforniyada elektrik enerjisinin kəsilməsinə başlandıqdan sonra Buş administrasiyası enerjiyə investisiyaların artdığını elan etdi. ABŞ beynəlxalq layihədə iştirak etmək niyyətində deyildi və özünün termonüvə layihəsi ilə məşğul idi. 2002-ci ilin əvvəlində Prezident Buşun texnologiya üzrə müşaviri Con Marburger III ABŞ-ın fikrini dəyişdiyini və layihəyə qayıtmaq niyyətində olduğunu söylədi.
İştirakçıların sayına görə layihə digər böyük beynəlxalq elmi layihə ilə - Beynəlxalq Kosmik Stansiya ilə müqayisə oluna bilər. Əvvəllər 8 milyard dollara çatan İTER-in dəyəri daha sonra 4 milyarddan da az olub. ABŞ-ın iştirakdan çıxması nəticəsində reaktorun gücünü 1,5 GVt-dan 500 MVt-a endirmək qərara alınıb. Buna uyğun olaraq layihənin qiyməti də aşağı düşüb.
2002-ci ilin iyununda Rusiya paytaxtında “Moskvada İTER günləri” simpoziumu keçirildi. Müvəffəqiyyəti bəşəriyyətin taleyini dəyişdirə və ona səmərəlilik və qənaət baxımından yalnız Günəş enerjisi ilə müqayisə oluna bilən yeni enerji növü verə bilən layihənin canlandırılmasının nəzəri, praktiki və təşkilati problemləri müzakirə edilib.
2010-cu ilin iyulunda İTER beynəlxalq termonüvə reaktoru layihəsində iştirak edən ölkələrin nümayəndələri Fransanın Kadaraş şəhərində keçirilən növbədənkənar iclasda onun büdcəsini və tikinti cədvəlini təsdiqlədilər. .
Sonuncu növbədənkənar iclasda layihə iştirakçıları plazma ilə ilk təcrübələrin başlama tarixini - 2019-u təsdiqləyiblər. Tam eksperimentlər 2027-ci ilin mart ayına planlaşdırılır, baxmayaraq ki, layihə rəhbərliyi texniki mütəxəssislərdən prosesi optimallaşdırmağa cəhd etməyi və 2026-cı ildə təcrübələrə başlamağı xahiş etdi. İclas iştirakçıları reaktorun tikintisi ilə bağlı xərclər barədə də qərar qəbul ediblər, lakin qurğunun yaradılmasına sərf edilməsi planlaşdırılan məbləğlər açıqlanmayıb. ScienceNOW portalının redaktorunun adı açıqlanmayan mənbədən aldığı məlumata görə, təcrübələr başlayana qədər ITER layihəsinin dəyəri 16 milyard avroya çata bilər.
Kadaraçedəki görüş həmçinin layihənin yeni direktoru, yapon fiziki Osamu Motojimanın ilk rəsmi iş günü oldu. Ondan əvvəl layihəyə 2005-ci ildən büdcə və tikinti müddətləri təsdiqləndikdən sonra vəzifəsini tərk etmək istəyən yapon Kaname İkeda rəhbərlik edirdi.
ITER sintez reaktoru Avropa İttifaqı, İsveçrə, Yaponiya, ABŞ, Rusiya, Cənubi Koreya, Çin və Hindistanın birgə layihəsidir. ITER-in yaradılması ideyası ötən əsrin 80-ci illərindən bəri nəzərdən keçirilir, lakin maliyyə və texniki çətinliklər səbəbindən layihənin dəyəri daim artır və tikintinin başlama tarixi daim təxirə salınır. 2009-cu ildə ekspertlər reaktorun yaradılması üzrə işlərə 2010-cu ildə başlanacağını gözləyirdilər. Daha sonra bu tarix dəyişdirildi və reaktorun işə salınma vaxtı olaraq əvvəlcə 2018, sonra isə 2019-cu il adlandırıldı.
Termonüvə birləşmə reaksiyaları yüngül izotopların nüvələrinin daha ağır bir nüvə meydana gətirmək üçün birləşməsi reaksiyalarıdır və böyük bir enerji buraxılması ilə müşayiət olunur. Nəzəri olaraq, füzyon reaktorları aşağı qiymətə çoxlu enerji istehsal edə bilər, lakin hazırda elm adamları birləşmə reaksiyasını başlatmaq və saxlamaq üçün daha çox enerji və pul xərcləyirlər. 
Termonüvə sintezi enerji istehsal etmək üçün ucuz və ekoloji cəhətdən təmiz bir üsuldur. Nəzarətsiz termonüvə birləşməsi Günəşdə milyardlarla ildir ki, baş verir - helium ağır hidrogen izotop deuteriumdan əmələ gəlir. Bu, böyük miqdarda enerji buraxır. Ancaq Yer kürəsindəki insanlar bu cür reaksiyalara nəzarət etməyi hələ öyrənməyiblər.
ITER reaktoru yanacaq kimi hidrogen izotoplarından istifadə edəcək. Bir termonüvə reaksiyası zamanı yüngül atomlar daha ağır atomlara birləşdikdə enerji ayrılır. Buna nail olmaq üçün qazı 100 milyon dərəcədən artıq bir temperatura - Günəşin mərkəzindəki temperaturdan xeyli yüksək temperatura qədər qızdırmaq lazımdır. Bu temperaturda qaz plazmaya çevrilir. Eyni zamanda, hidrogen izotoplarının atomları birləşərək çoxlu sayda neytronların ayrılması ilə helium atomlarına çevrilir. Bu prinsiplə işləyən elektrik stansiyası, sıx material təbəqəsi (litium) tərəfindən yavaşlatılan neytronların enerjisindən istifadə edəcəkdir. 
Niyə termonüvə qurğularının yaradılması bu qədər uzun çəkdi?
Yarım əsrə yaxın faydası haqqında danışılan belə mühüm və dəyərli qurğular niyə hələ də yaradılmayıb? Üç əsas səbəb var (aşağıda müzakirə olunur), onlardan birincisini xarici və ya sosial adlandırmaq olar, digər ikisi isə daxili, yəni termonüvə enerjisinin özünün inkişafı qanunları və şərtləri ilə müəyyən edilir.
1. Uzun müddət hesab olunurdu ki, termonüvə sintezi enerjisindən praktiki istifadə problemi təcili qərarlar və tədbirlər tələb etmir, çünki hələ keçən əsrin 80-ci illərində qalıq yanacaq mənbələri tükənməz görünürdü və ekoloji problemlər və iqlim dəyişikliyi bunu etdi. ictimaiyyəti maraqlandırmır. 1976-cı ildə ABŞ Energetika Departamentinin Fusion Enerji Məsləhət Komitəsi müxtəlif tədqiqat maliyyələşdirmə variantları altında Ar-Ge və nümayiş füzyon elektrik stansiyası üçün vaxt çərçivəsini təxmin etməyə çalışdı. Eyni zamanda məlum olub ki, bu istiqamətdə tədqiqatların aparılması üçün illik maliyyə vəsaitinin həcmi tamamilə yetərli deyil və ayrılan vəsait uyğun gəlmədiyi üçün mövcud ayırma səviyyəsi qorunub saxlanılsa, termonüvə qurğularının yaradılması heç vaxt uğurlu olmayacaq. hətta minimum, kritik səviyyəyə qədər.
2. Bu sahədə tədqiqatların inkişafına daha ciddi maneə ondan ibarətdir ki, müzakirə olunan tipdə termonüvə qurğusu kiçik miqyasda yaradıla və nümayiş etdirilə bilməz. Aşağıda təqdim olunan izahatlardan aydın olacaq ki, termonüvə sintezi təkcə plazmanın maqnit qapanmasını deyil, həm də onun kifayət qədər istiləşməsini tələb edir. Sərf olunan və alınan enerjinin nisbəti ən azı qurğunun xətti ölçülərinin kvadratına mütənasib olaraq artır, bunun nəticəsində termonüvə qurğularının elmi-texniki imkanları və üstünlükləri yalnız kifayət qədər böyük stansiyalarda sınaqdan keçirilə və nümayiş etdirilə bilər. qeyd olunan ITER reaktoru kimi. Sadəcə olaraq, uğura kifayət qədər inam yaranana qədər cəmiyyət belə böyük layihələri maliyyələşdirməyə hazır deyildi.
3. Termonüvə energetikasının inkişafı çox mürəkkəb olmuşdur, lakin (kafi maliyyələşməyə və JET və ITER qurğularının yaradılması üçün mərkəzlərin seçilməsində çətinliklərə baxmayaraq), əməliyyat stansiyası hələ yaradılmasa da, son illərdə aydın irəliləyiş müşahidə edilmişdir.
Müasir dünya daha doğrusu “qeyri-müəyyən enerji böhranı” adlandırıla bilən çox ciddi enerji problemi ilə üz-üzədir. Problem qalıq yanacaq ehtiyatlarının bu əsrin ikinci yarısında tükənə biləcəyi ilə bağlıdır. Bundan əlavə, qalıq yanacaqların yandırılması planetin iqlimində böyük dəyişikliklərin qarşısını almaq üçün atmosferə buraxılan karbon dioksidi (yuxarıda qeyd olunan CCS proqramı) bir şəkildə sekvestr etmək və “saxlamaq” ehtiyacı ilə nəticələnə bilər.
Hazırda bəşəriyyətin istehlak etdiyi enerjinin demək olar ki, hamısı qalıq yanacaqların yandırılması hesabına yaranır və problemin həlli günəş enerjisindən və ya nüvə enerjisindən istifadə ilə (sürətli reaktorların yaradılması və s.) bağlı ola bilər. İnkişaf etməkdə olan ölkələrin artan əhalisinin yaratdığı qlobal problem və onların həyat səviyyəsinin yaxşılaşdırılması və istehsal olunan enerjinin həcminin artırılması ehtiyacı təkcə bu yanaşmalar əsasında həll edilə bilməz, baxmayaraq ki, təbii ki, enerji istehsalının alternativ üsullarını inkişaf etdirmək cəhdləri təşviq edilməlidir.
Düzünü desək, davranış strategiyalarımız üçün kiçik seçimimiz var və müvəffəqiyyət zəmanətinin olmamasına baxmayaraq, termonüvə enerjisinin inkişafı son dərəcə vacibdir. Bu barədə Financial Times qəzeti (25 yanvar 2004-cü il tarixli) yazırdı:
Ümid edək ki, termonüvə enerjisinin inkişafı yolunda böyük və gözlənilməz sürprizlər olmayacaq. Belə olan halda, təxminən 30 ildən sonra biz ondan ilk dəfə olaraq enerji şəbəkələrinə elektrik cərəyanı verə biləcəyik və 10 ildən bir qədər artıq müddətdə ilk kommersiya termonüvə elektrik stansiyası fəaliyyətə başlayacaq. Ola bilsin ki, bu əsrin ikinci yarısında nüvə sintezi enerjisi qalıq yanacaqları əvəz etməyə başlayacaq və tədricən qlobal miqyasda bəşəriyyətin enerji ilə təmin olunmasında getdikcə daha mühüm rol oynamağa başlayacaq.
Termonüvə enerjisinin (bütün bəşəriyyət üçün effektiv və genişmiqyaslı enerji mənbəyi kimi) yaradılması tapşırığının uğurla başa çatacağına heç bir tam zəmanət yoxdur, lakin bu istiqamətdə uğur ehtimalı kifayət qədər yüksəkdir. Termonüvə stansiyalarının nəhəng potensialını nəzərə alaraq, onların sürətli (və hətta sürətləndirilmiş) inkişafı layihələri üçün bütün xərcləri əsaslı hesab etmək olar, xüsusən ona görə ki, bu investisiyalar dəhşətli qlobal enerji bazarı (ildə 4 trilyon dollar8) fonunda çox təvazökar görünür. Bəşəriyyətin enerji ehtiyacını ödəmək çox ciddi problemdir. Qalıq yanacaqlar azaldıqca (və onların istifadəsi arzuolunmaz hala gəlir), vəziyyət dəyişir və biz füzyon enerjisini inkişaf etdirməməkdən çəkinə bilmərik.
“Termonüvə enerjisi nə vaxt peyda olacaq?” sualına Lev Artsimoviç (tanınmış qabaqcıl və bu sahədə tədqiqatın rəhbəri) bir dəfə cavab verdi ki, "bu, bəşəriyyət üçün həqiqətən zəruri olduqda yaradılacaq"
ITER, istehlak etdiyindən daha çox enerji istehsal edən ilk sintez reaktoru olacaq. Alimlər bu xüsusiyyəti "Q" adlandırdıqları sadə əmsaldan istifadə edərək ölçürlər. Əgər ITER bütün elmi məqsədlərinə çatarsa, istehlak etdiyindən 10 dəfə çox enerji istehsal edəcək. Ən son qurulan cihaz, İngiltərədəki Birgə Avropa Torus, elmi tədqiqatların son mərhələlərində Q dəyərinə demək olar ki, 1 nail olan daha kiçik prototip sintez reaktorudur. Bu o deməkdir ki, o, istehlak etdiyi enerji ilə eyni miqdarda enerji istehsal edib. . ITER füzyondan enerji yaradılmasını nümayiş etdirməklə və 10 Q dəyərinə nail olmaqla bundan kənara çıxacaq. İdeya təxminən 50 MVt enerji istehlakından 500 MVt yaratmaqdır. Beləliklə, ITER-in elmi məqsədlərindən biri Q dəyərinin 10-a çata biləcəyini sübut etməkdir.
Digər elmi məqsəd ondan ibarətdir ki, ITER-in çox uzun "yanma" vaxtı - bir saata qədər uzanan nəbz olacaq. ITER davamlı olaraq enerji istehsal edə bilməyən tədqiqat eksperimental reaktordur. ITER işə başlayanda o, bir saat açıq olacaq, bundan sonra onu söndürmək lazımdır. Bu vacibdir, çünki indiyə qədər bizim yaratdığımız tipik qurğular bir neçə saniyə, hətta saniyənin onda biri qədər yanma müddətinə malik idi - bu maksimumdur. "Birgə Avropa Torusu" 20 saniyə nəbz uzunluğu ilə təxminən iki saniyə yanma vaxtı ilə Q dəyərinə 1 çatdı. Ancaq bir neçə saniyə davam edən bir proses həqiqətən daimi deyil. Avtomobil mühərrikini işə salmaqla bənzətməklə: mühərriki qısa müddətə işə salıb sonra söndürmək hələ avtomobilin real işləməsi deyil. Yalnız avtomobilinizi yarım saat sürəndə o, daimi iş rejiminə keçəcək və belə bir avtomobilin həqiqətən idarə oluna biləcəyini nümayiş etdirəcək.
Yəni texniki və elmi baxımdan ITER Q dəyərini 10 və yanma müddətini artıracaq.
Termonüvə sintezi proqramı həqiqətən beynəlxalq və geniş xarakter daşıyır. İnsanlar artıq ITER-in uğuruna ümid edirlər və növbəti addımı – DEMO adlı sənaye termonüvə reaktorunun prototipini yaratmaq barədə düşünürlər. Onu qurmaq üçün ITER işləməlidir. Biz elmi məqsədlərimizə çatmalıyıq, çünki bu, irəli sürdüyümüz ideyaların tamamilə həyata keçirilə biləcəyi demək olacaq. Bununla belə, razıyam ki, siz həmişə bundan sonra nə olacağını düşünməlisiniz. Bundan əlavə, ITER 25-30 il fəaliyyət göstərdiyindən, biliklərimiz getdikcə dərinləşəcək və genişlənəcək və biz növbəti addımımızın konturlarını daha dəqiq müəyyənləşdirə biləcəyik.
Həqiqətən, ITER-in tokamak olub-olmaması ilə bağlı heç bir mübahisə yoxdur. Bəzi elm adamları sualı tamamilə fərqli qoyurlar: ITER mövcud olmalıdırmı? Özlərinin, o qədər də irimiqyaslı olmayan termonüvə layihələrini hazırlayan müxtəlif ölkələrdə ekspertlər belə bir böyük reaktorun ümumiyyətlə lazım olmadığını iddia edirlər.
Lakin onların rəyi çətin ki, mötəbər sayılsın. İTER-in yaradılmasında bir neçə onilliklər ərzində toroidal tələlərlə işləyən fiziklər iştirak edirdilər. Karadaşdakı eksperimental termonüvə reaktorunun dizaynı onlarla əvvəlki tokamak üzərində aparılan təcrübələr zamanı əldə edilən bütün biliklərə əsaslanırdı. Və bu nəticələr göstərir ki, reaktor tokamak olmalıdır, həm də böyükdür.
JET Hazırda ən uğurlu tokamak Aİ tərəfindən Britaniyanın Abinqdon şəhərində inşa edilən JET hesab edilə bilər. Bu, bu günə qədər yaradılmış ən böyük tokamak tipli reaktordur, plazma torusunun böyük radiusu 2,96 metrdir. Termonüvə reaksiyasının gücü artıq 10 saniyəyə qədər saxlama müddəti ilə 20 meqavatdan artıq gücə çatıb. Reaktor plazmaya verilən enerjinin təxminən 40%-ni qaytarır.
Məhz plazmanın fizikası enerji balansını müəyyən edir”, – İqor Semenov Infox.ru-ya bildirib. MIPT dosenti enerji balansının nə olduğunu sadə bir misalla belə izah etdi: “Hamımız yanğının yandığını görmüşük. Əslində orada odun yox, qaz yanar. Orada enerji zənciri belədir: qaz yanır, odun qızdırır, odun buxarlanır, qaz yenidən yanır. Buna görə də, suyu atəşə atsaq, maye suyun buxar vəziyyətinə faza keçidi üçün sistemdən qəfil enerji alacağıq. Balans mənfi olacaq və yanğın sönəcək. Başqa bir yol da var - biz sadəcə olaraq atəş nişanlarını götürüb kosmosa yaymaq olar. Yanğın da sönəcək. Bizim qurduğumuz termonüvə reaktorunda da belədir. Ölçülər bu reaktor üçün müvafiq müsbət enerji balansı yaratmaq üçün seçilir. Gələcəkdə real atom elektrik stansiyası tikmək kifayətdir ki, bu eksperimental mərhələdə hazırda həllini tapmayan bütün problemləri həll etsin”.
Reaktorun ölçüləri bir dəfə dəyişdirilib. Bu, 20-21-ci əsrlərin əvvəlində, ABŞ layihədən çıxdıqda baş verdi və qalan üzvlər ITER büdcəsinin (o vaxta qədər 10 milyard ABŞ dolları hesab olunurdu) çox böyük olduğunu başa düşdülər. Quraşdırma xərclərini azaltmaq üçün fiziklər və mühəndislər tələb olunurdu. Və bu yalnız ölçüyə görə edilə bilər. ITER-in "yenidən dizaynına" əvvəllər Karadaşda fransız Tore Supra tokamak üzərində işləyən fransız fiziki Robert Aymar rəhbərlik edirdi. Plazma torusunun xarici radiusu 8,2 metrdən 6,3 metrə endirilib. Bununla birlikdə, ölçüsün azalması ilə əlaqəli risklər qismən bir neçə əlavə superkeçirici maqnit tərəfindən kompensasiya edildi ki, bu da o dövrdə açıq və tədqiq edilən plazma həbs rejimini həyata keçirməyə imkan verdi.
