Орган, ответственный за исследование сплава в Европе, издал план действий для получения его от ПРОХОДА — гигантский международный реактор в процессе строительства во Франции, которая будет первой для производства полезных сумм энергии — в готовую к промышленности прототипную электростанцию сплава к 2050. Несмотря на то, что успешную операцию ПРОХОДА, все еще на расстоянии больше чем в 6 лет, будут считать главным прорывом для энергии сплава, новый план действий из Европейского соглашения о развитии сплава (EFDA) включает пугающий список технических препятствий, с которыми ученые сплава и инженеры все еще сталкиваются за следующие несколько десятилетий.Реакторы сплава используют источник энергии солнца и звезд — плавящий вместе изотопы водорода — для производства энергии. Чтобы сделать это, они должны сжать и нагреть плазму топлива сплава к потрясающим температурам, по крайней мере 150 million°C, с помощью сильных магнитов, радиоволн и пучков частиц.
Требуется так много энергии получить плазму до температуры, при которой сплав происходит, что никакой реактор еще не произвел выгоду чистой энергии.ПРОХОД, как ожидают, прорвется через тот барьер и генерирует 500 мегаватт от ввода на 50 МВт в течение периодов, длящихся несколько минут.
Но это будет только научная демонстрация; ПРОХОД не генерирует электричества. Та работа будет оставлена для ее преемника, прототипная электростанция ДЕМОНСТРАЦИЯ. Исследователи сплава только начинают думать о проектах для ДЕМОНСТРАЦИИ, но выглядит все более и более вероятным, что это не будет глобальное сотрудничество как ПРОХОД, участниками которого является Китай, Европейский союз, Индия, Япония, Россия, Южная Корея и США.
Корея недавно объявила, что начинала предварительную проектную работу над реактором следующего шага под названием K-ДЕМОНСТРАЦИЯ. Китай уже работает над дизайном для промежуточного шага между ПРОХОДОМ и ДЕМОНСТРАЦИЕЙ, названной китайским Реактором Испытания Разработки Сплава. И теперь EFDA расположил свой собственный путь к ДЕМОНСТРАЦИИ. Управление не устраняет международное сотрудничество, но проектировало план действий так, чтобы любое исследование соответствовало в ограничениях бюджета сплава E.U. на 2014 – 2020, несмотря на то, что это, вероятно, придется пересмотреть, как только полный бюджет E.U. согласован позже в этом году.
План действий EFDA признает, что ПРОХОД является ключом для развития к энергии сплава и таким образом, все усилия должны быть приложены для обеспечения ее успеха, включая исследование различных операционных сценариев на существующих реакторах меньшего размера. Самый большой оставшийся без ответа вопрос, в плане действий говорится, состоит в том, как удалить выхлоп тепла из будущей машины. ПРОХОД и другие подобные современные реакторы, известные как токамаки, имеют структуру в нижней части, известной как молниеотвод, среди прочего, удаляющий отработавшее ядерное топливо из плазменного сосуда. Как единственное место в судне, где плазма сознательно касается твердой поверхности, она должна также поглотить большое тепло.
Молниеотвод ПРОХОДА сделан из нержавеющей стали и покрыт вольфрамом. Это должно работать в реакторе исследования, работающем в более низкой энергии и в течение самое большее нескольких минут за один раз, но ДЕМОНСТРАЦИЯ будет генерировать несколько гигаватт энергии постоянно, и тот груз тепла может быть слишком много для стандартного молниеотвода.В плане действий говорится, что исследователи должны работать над другими проектами как резервная копия.
Они могли включить альтернативные формы, распространяющие область контакта, чтобы уменьшить груз тепла или позволить плазме излучать больше тепла перед входом в контакт с молниеотводом. Альтернативы должны быть проверены на адаптированном существующем токамаке или специальном испытательном средстве, говорит EFDA.
Другой большой неизвестный что материал использовать для структуры и подкладки плазменного сосуда ДЕМОНСТРАЦИИ и других стоящих с плазмой компонентов. Сплав производит богатые энергией нейтроны, и бомбардировка от ДЕМОНСТРАЦИИ будет интенсивна.
Нейтроны пробивают атомы в твердые частицы из положения, ослабляя их и делая их радиоактивными. Исследование необходимо для нахождения материалов, которые могут противостоять десятилетиям длительной нейтронной бомбардировки, но нет никакого существующего нейтронного источника, достаточно интенсивного для испытания их.
Дизайн для основанного на акселераторе нейтронного источника разрабатывается как дополнение к проекту ПРОХОДА, но EFDA думает, что что-то необходимо раньше.EFDA также хочет больше работы, сделанной на так называемой «оболочке трития», разделах плазменной стенки сосуда в который нейтроны от реакторного лития новообращенного в тритий, одно из топлива сплава. Альтернативный общий дизайн должен быть разработан в случае, если тот, который будет проверен на ПРОХОДЕ, не успешен. План действий также призывает к большему участию от промышленности в приготовлениях к ДЕМОНСТРАЦИИ, так как это должно будет принять развитие сплава, как только ДЕМОНСТРАЦИЯ полна, и для плазменной теории и моделирующий, чтобы быть усиленной.
Как окончательный резервный план, план действий защищает продолжать исследование в области стеллараторов, альтернативная схема реактора сплава, впавшая в немилость, когда токамаки вышли на сцену в конце 1960-х. Венделштайн Германии 7-X стелларатор, который должен быть законченным в следующем году, мог обеспечить, модель для более поздней энергопроизводящей версии назвала HELIAS.