Tuumasünteesireaktorid

Tuumasünteesireaktorid, tuntud ka kui fuusiareaktorid, on seadmed, mis on loodud kontrollima tuumasünteesi reaktsioone, et toota energiat. Tuumasüntees on protsess, kus kaks või enam kerget aatomituuma ühinevad, et moodustada raskem tuum, vabastades samal ajal tohutu koguse energiat. See on sama protsess, mis toidab tähti, sealhulgas meie Päikest.

Peamine väljakutse tuumasünteesireaktorite ehitamisel on saavutada ja säilitada tingimusi, mis on vajalikud sünteesireaktsiooni käivitamiseks. See hõlmab äärmiselt kõrgete temperatuuride (üle 100 miljoni kraadi Celsiuse) ja rõhkude loomist, et muuta aine plasmaks. See plasma peab olema piisavalt kaua koos hoitud, et reaktioon saaks toimuda.

Praegu on kaks peamist lähenemist plasmat koos hoidmiseks: magnetiline sümmeetria ja inertsiaalne sümmeetria. Magnetilises sümmeetrias kasutatakse tugevaid magnetvälju plasma vangistamiseks ja kõrge temperatuuri hoidmiseks. Tokamakid ja stellaratorid on selle lähenemisviisi näited. Inertsiaalses sümmeetrias kasutatakse laserite või osakeste kiirete võimsaid impulsse kütusepelleti kokkusurumiseks ja kuumutamiseks, põhjustades selle plahvatuslikku sünteesireaktsiooni.

Kuigi tuumasüntees pakub potentsiaalselt puhast ja peaaegu ammendamatut energiaallikat, seisavad selle praktilise rakendamise ees endiselt märkimisväärsed tehnilised ja inseneriteaduslikud väljakutsed. Praegu on käimas mitmed suured rahvusvahelised projektid, nagu ITER, mis püüavad neid väljakutseid ületada ja demonstreerida tuumasünteesireaktorite kui elujõuliste energiaallikate potentsiaali.