tuumasünteesireaktorite

Tuumasünteesireaktorid, tuntud ka kui termotuumareaktorid, on seadmed, mis on loodud kontrollima tuumasünteesi protsessi. Tuumasüntees on protsess, kus kaks kerget aatomituuma ühinevad, et moodustada raskem tuum, vabastades seejuures tohutul hulgal energiat. See on sama protsess, mis toidab tähti, sealhulgas meie Päikest.

Peamine eesmärk tuumasünteesireaktorite arendamisel on pakkuda puhast, ohutut ja peaaegu ammendamatut energiaallikat. Erinevalt tuuahelreaktsioonist, mis kasutab raskete elementide nagu uraan lõhustumist, ei tooda tuumasüntees pikaajalisi radioaktiivseid jäätmeid ning sellel on madalam õnnetusrisk. Kasutatavad kütused, nagu deuteerium ja triitium, on kergesti kättesaadavad mereveest.

Kõige levinum lähenemisviis tuumasünteesi saavutamiseks on plasmaseisundi loomine, kus aatomid ioniseeritakse ja nende tuumad liiguvad piisavalt kiiresti, et ületada nende vastastikune elektriline tõrjumine ja sulanduda. Selle saavutamiseks on vaja äärmiselt kõrgeid temperatuure (üle 100 miljoni kraadi Celsiuse järgi) ja rõhku, mis hoiavad plasma kinni.

Kaks peamist magnetilist kinnipidamismehhanismi, mida uuritakse, on tokamak ja stellarator. Tokamaki kasutavad magnetvälju, et hoida plasma rõngakujulises torus, samal ajal kui stellaratorid kasutavad keerulisemaid magnetkonstruktsioone, et saavutada stabiilne kinnipidamine. Mõned uurimisprojektid, nagu ITER, on suured rahvusvahelised koostööd, mis keskenduvad selle tehnoloogia arendamisele. Kuigi edusammud on märkimisväärsed, seisavad insenerid ja teadlased endiselt silmitsi paljude väljakutsetega enne, kui tuumasünteesist saab majanduslikult tasuv ja laialdaselt kasutatav energiaallikas.