tuumasünteesireaktori

Tuumasünteesireaktor on seade, mis on loodud tuumasünteesi reaktsioonide läbiviimiseks. Tuumasüntees on protsess, kus kaks või enam aatomituuma ühinevad, moodustades raskema tuuma. Selle käigus vabaneb suur hulk energiat, mida on potentsiaalselt võimalik kasutada energia tootmiseks. Peamine eesmärk tuumasünteesireaktori arendamisel on saavutada ja säilitada tingimused, mis on vajalikud kontrollitud tuumasünteesi püsimiseks, et toota rohkem energiat kui reaktsiooni käivitamiseks kulutatakse.

Kõige enam uuritud tuumasünteesi reaktsioonide hulka kuulub raske vesiniku isotoopide, deuteeriumi ja triitiumi, ühinemine heeliumi ja neutroni moodustamiseks. Selle reaktsiooni toimumiseks on vaja äärmiselt kõrgeid temperatuure, suurusjärgus kümneid või sadu miljoneid kraade Celsiuse järgi, ning piisavat tihedust ja aega, et tuumad saaksid kokku põrgata ja ühineda.

Selle saavutamiseks kasutatakse kahte peamist lähenemist: magnetilist sundi (magnetic confinement) ja inertsiaalset sundi (inertial confinement). Magnetilise sundi meetodil hoitakse kuum plasma, kus tuumasüntees toimub, reaktori seintest eemal tugevate magnetväljade abil. Inertsiaalse sundi meetodil kasutatakse lasereid või osakeste kiireid, et kuumutada ja kokku suruda väikesi kütusekapsleid, tekitades hetkeliselt vajalikud tingimused sünteesiks.

Kuigi tuumasünteesireaktorite ehitamisel on tehtud märkimisväärseid edusamme, on jätkuvalt suuri tehnilisi väljakutseid, mis tuleb ületada enne, kui need muutuvad praktiliseks ja majanduslikult tasuvaks energiaallikaks. Nende hulka kuuluvad materjalide vastupidavus kõrgetele temperatuuridele ja neutronikiirgusele, kütusevarustuse ja triitiumi käitlemise probleemid ning üldine reaktori töökindlus ja stabiilsus.