Uusi tekniikka on kehitetty hidastamaan tehokkaasti karkaavia elektroneja tuomalla "raskaita" ioneja, kuten neonia tai argonia, reaktoriin.
Toimiva fuusioreaktori on edelleen unelma, mutta se voi lopulta toteutua, kiitos paljon tutkimusta ja kokeilua, jonka tavoitteena on vapauttaa rajoittamaton määrä puhdasta energiaa. Ongelmat, joita tutkijat kohtaavat ydinfuusion saavuttamisessa, ovat epäilemättä vakavia ja todellakin vaikeita, mutta kaikki on ylitettävissä. Ja näyttää siltä, että yksi tärkeimmistä ongelmista on ratkaistu.
Ydinfuusio ei ole ihmiskunnan keksimä prosessi, vaan alun perin luonnossa olemassa oleva prosessi ruokkii aurinkoamme. Syvällä kotitähteemme sisällä vetyatomit ovat pakattu yhteen muodostaen heliumia, joka on prosessin käynnistin. Fuusio vapauttaa valtavan määrän energiaa, mutta vaatii valtavia kustannuksia luodakseen erittäin korkean paineen ja lämpötilan, jota on vaikea toistaa maan päällä hallitusti.
Viime vuonna MIT:n tutkijat toivat meidät lähemmäs fuusiota asettamalla plasmat juuri oikeaan paineeseen, nyt kaksi Chalmersin yliopiston tutkijaa ovat löytäneet toisen palapelin.
Yksi ongelma, jonka insinöörit ovat kohdanneet, ovat karanneet elektronit. Nämä erittäin korkean energian elektronit voivat yhtäkkiä ja odottamatta kiihtyä erittäin suuriin nopeuksiin, mikä voi tuhota reaktorin seinän ilman varoitusta.
Tohtoriopiskelijat Linnea Heshlow ja Ole Amberose ovat kehittäneet uuden tekniikan hidastaakseen tehokkaasti näitä karkaavia elektroneja tuomalla "raskaita" ioneja, kuten neonia tai argonia reaktoriin. Tämän seurauksena elektronit, jotka törmäävät näiden ionien ytimien korkeaan varaukseen, hidastuvat ja muuttuvat paljon hallittavammiksi.
"Kun voimme tehokkaasti hidastaa karkaavia elektroneja, olemme askeleen lähempänä toimivaa fuusioreaktoria", Linnea Heshlov sanoo.
Tutkijat loivat mallin, joka voi tehokkaasti ennustaa elektronien energiaa ja käyttäytymistä. Matemaattisen plasmamallinnuksen avulla fyysikot voivat nyt tehokkaasti ohjata elektronien pakonopeutta keskeyttämättä fuusioprosessia.
"Monet ihmiset uskovat, että tämä toimii, mutta on helpompi mennä Marsiin kuin saavuttaa fuusio", Linnea Heshlov sanoo: "Voisi sanoa, että yritämme kerätä tähtiä täällä maan päällä, ja tämä voi kestää jonkin aikaa. Vaatii uskomattoman korkeita lämpötiloja, kuumempia kuin auringon keskipiste, jotta voimme sulautua onnistuneesti täällä maan päällä. Joten toivon, että kaikki on ajan kysymys."
perustuu newatlas.com-sivustoon, käännös
9. heinäkuuta 2016Innovatiiviset projektit, joissa käytetään nykyaikaisia suprajohtimia, mahdollistavat pian hallitun lämpöydinfuusion, jotkut optimistit sanovat. Asiantuntijat ennustavat kuitenkin, että käytännön soveltaminen vie useita vuosikymmeniä.
Miksi se on niin vaikeaa?
Fuusioenergiaa pidetään potentiaalisena tulevaisuuden energialähteenä. Tämä on atomin puhdasta energiaa. Mutta mikä se on ja miksi sen saavuttaminen on niin vaikeaa? Aluksi meidän on ymmärrettävä ero klassisen ydinfission ja lämpöydinfuusion välillä.
Atomin fissio koostuu siitä, että radioaktiiviset isotoopit - uraani tai plutonium - halkeavat ja muunnetaan muiksi erittäin radioaktiivisiksi isotoopeiksi, jotka sitten on haudattava tai kierrätettävä.
Fuusioreaktio koostuu siitä, että vedyn kaksi isotooppia - deuterium ja tritium - sulautuvat yhdeksi kokonaisuudeksi muodostaen myrkyttömän heliumin ja yhden neutronin ilman radioaktiivista jätettä.
Ohjausongelma
Auringossa tai vetypommissa tapahtuvat reaktiot ovat lämpöydinfuusiota, ja insinööreillä on edessään pelottava tehtävä - kuinka hallita tätä prosessia voimalaitoksessa?
Tätä tiedemiehet ovat työstäneet 1960-luvulta lähtien. Toinen kokeellinen fuusioreaktori nimeltä Wendelstein 7-X on aloittanut toimintansa Pohjois-Saksan Greifswaldin kaupungissa. Sitä ei ole vielä suunniteltu luomaan reaktiota - se on vain erityinen malli, jota testataan (stellaraattori tokamakin sijaan).
korkeaenerginen plasma
Kaikilla lämpöydinlaitteistoilla on yhteinen piirre - rengasmainen muoto. Se perustuu ajatukseen käyttää tehokkaita sähkömagneetteja voimakkaan sähkömagneettisen kentän luomiseksi, joka on muotoiltu torukselle - täytetylle polkupyörän putkelle.
Tämän sähkömagneettisen kentän on oltava niin tiheä, että kun se kuumennetaan mikroaaltouunissa miljoonan celsiusasteeseen, renkaan keskelle täytyy ilmestyä plasma. Sitten se sytytetään, jotta lämpöydinfuusio voi alkaa.
Mahdollisuuksien esittely
Euroopassa on parhaillaan käynnissä kaksi tällaista kokeilua. Yksi niistä on Wendelstein 7-X, joka tuotti äskettäin ensimmäisen heliumplasmansa. Toinen on ITER, valtava kokeellinen fuusiolaitos Etelä-Ranskassa, joka on vielä rakenteilla ja on valmis ottamaan käyttöön vuonna 2023.
ITERissä odotetaan tapahtuvan todellisia ydinreaktioita, vaikkakin vain lyhyen ajan ja ainakaan enintään 60 minuuttia. Tämä reaktori on vain yksi monista askeleista matkalla kohti ydinfuusion toteuttamista.
Fuusioreaktori: pienempi ja tehokkaampi
Viime aikoina useat suunnittelijat ovat ilmoittaneet uudesta reaktorisuunnittelusta. Massachusetts Institute of Technologyn opiskelijaryhmän sekä aseyhtiö Lockheed Martinin edustajien mukaan fuusio voidaan toteuttaa ITERiä paljon tehokkaammissa ja pienemmissä tiloissa, ja he ovat valmiita tekemään sen kymmenen sisällä. vuotta.
Uuden suunnittelun ideana on käyttää sähkömagneeteissa nykyaikaisia korkean lämpötilan suprajohteita, jotka näyttävät ominaisuuksiaan nestemäisellä typellä jäähdytettynä perinteisten, nestemäistä heliumia vaativien suprajohteiden sijaan. Uusi, joustavampi teknologia mahdollistaa reaktorin rakenteen muuttamisen kokonaan.
Klaus Hesch, joka vastaa ydinfuusioteknologiasta Karlsruhen teknillisessä korkeakoulussa Lounais-Saksassa, on skeptinen. Se tukee uusien korkean lämpötilan suprajohteiden käyttöä uusissa reaktorirakenteissa. Mutta hänen mukaansa ei riitä, että kehitetään jotain tietokoneella fysiikan lait huomioon ottaen. Ideaa toteutettaessa tulee ottaa huomioon haasteet, joita syntyy.
Tieteiskirjallisuus
Heshin mukaan MIT:n opiskelijamalli osoittaa vain projektin mahdollisuuden. Mutta se on itse asiassa paljon tieteiskirjallisuutta. Projektissa oletetaan, että lämpöydinfuusion vakavat tekniset ongelmat ratkaistaan. Mutta nykytiede ei tiedä kuinka ratkaista ne.
Yksi tällainen ongelma on kokoontaitettavien kelojen idea. Sähkömagneetit voidaan purkaa, jotta ne pääsevät renkaan sisään, joka pitää plasman MIT-suunnittelumallissa.
Tämä olisi erittäin hyödyllistä, koska sisäisen järjestelmän objekteihin voitaisiin päästä käsiksi ja ne korvata. Mutta todellisuudessa suprajohteet on valmistettu keraamisesta materiaalista. Sadat niistä on kietottava toisiinsa hienostuneella tavalla oikean magneettikentän muodostamiseksi. Ja tässä on perustavanlaatuisempia vaikeuksia: niiden väliset liitännät eivät ole yhtä yksinkertaisia kuin kuparikaapeleiden liitännät. Kukaan ei ole edes ajatellut konsepteja, jotka auttaisivat ratkaisemaan tällaisia ongelmia.
liian kuuma
Korkea lämpötila on myös ongelma. Fuusioplasman ytimessä lämpötila nousee noin 150 miljoonaan celsiusasteeseen. Tämä äärimmäinen lämpö pysyy paikallaan - aivan ionisoidun kaasun keskellä. Mutta jopa sen ympärillä on edelleen erittäin kuuma - 500-700 astetta reaktorivyöhykkeellä, joka on metalliputken sisäkerros, jossa ydinfuusion tapahtumiseen tarvittava tritium "lisääntyy".
Fuusioreaktorissa on vielä suurempi ongelma - niin sanottu tehonvapautus. Tämä on osa järjestelmää, joka vastaanottaa fuusioprosessista käytettyä polttoainetta, pääasiassa heliumia. Ensimmäisiä metalliosia, joihin kuuma kaasu pääsee sisään, kutsutaan "säätimeksi". Se voi lämmetä yli 2000 °C:seen.
Vaihtimen ongelma
Jotta asennus kestäisi tällaisia lämpötiloja, insinöörit yrittävät käyttää vanhanaikaisissa hehkulampuissa käytettyä metallivolframia. Volframin sulamispiste on noin 3000 astetta. Mutta on myös muita rajoituksia.
ITERissä tämä voidaan tehdä, koska siinä ei lämmitystä tapahdu jatkuvasti. Oletetaan, että reaktori toimii vain 1-3 % ajasta. Mutta se ei ole vaihtoehto voimalaitokselle, jonka on toimittava 24/7. Ja jos joku väittää pystyvänsä rakentamaan pienemmän reaktorin, jonka teho on sama kuin ITER, on turvallista sanoa, ettei hänellä ole ratkaisua divertteriongelmaan.
Voimalaitos muutamassa vuosikymmenessä
Siitä huolimatta tutkijat ovat optimistisia lämpöydinreaktorien kehityksen suhteen, vaikka se ei tule olemaan niin nopeaa kuin jotkut harrastajat ennustavat.
ITERin pitäisi osoittaa, että ohjattu fuusio voi itse asiassa tuottaa enemmän energiaa kuin mitä kulutettaisiin plasman lämmittämiseen. Seuraava askel on rakentaa upouusi hybrididemonstraatiovoimala, joka todella tuottaa sähköä.
Insinöörit työskentelevät jo sen suunnittelussa. Heidän on otettava oppia ITERistä, jonka on määrä käynnistyä vuonna 2023. Kun otetaan huomioon suunnitteluun, suunnitteluun ja rakentamiseen tarvittava aika, näyttää epätodennäköiseltä, että ensimmäinen fuusiovoimalaitos käynnistetään paljon aikaisemmin kuin 2000-luvun puolivälissä.
Cold Fusion Rossi
Vuonna 2014 riippumaton E-Cat-reaktorin testi päätteli, että laitteen keskimääräinen teho oli 2 800 wattia 32 päivän aikana kulutuksen ollessa 900 wattia. Tämä on enemmän kuin mikään kemiallinen reaktio pystyy eristämään. Tulos puhuu joko läpimurrosta lämpöydinfuusion alalla tai suorasta petoksesta. Raportti pettyi epäilijöihin, jotka epäilevät, oliko testi todella riippumaton ja ehdottavat testitulosten mahdollista väärentämistä. Toiset ovat olleet kiireisiä selvittäessään "salaisia ainesosia", joiden avulla Rossin fuusio voi kopioida teknologiaa.
Onko Rossi huijari?
Andrea on vaikuttava. Hän julkaisee julistuksia maailmalle ainutlaatuisella englannin kielellä verkkosivustonsa kommenttiosiossa, jota kutsutaan uteliaasti Journal of Nuclear Physicsiksi. Mutta hänen aikaisemmat epäonnistuneensa yrityksensä ovat olleet italialainen jätteestä polttoaineeksi -projekti ja lämpösähkögeneraattori. Petroldragon, jätteestä energiaksi -hanke, epäonnistui osittain, koska laitonta jätteiden sijoittamista valvoo italialainen järjestäytynyt rikollisuus, joka on nostanut sitä vastaan rikossyytteet jätehuoltomääräysten rikkomisesta. Hän loi myös lämpösähköisen laitteen US Army Corps of Engineersille, mutta testauksen aikana laite tuotti vain murto-osan ilmoitetusta tehosta.
Monet eivät luota Rossiin, ja New Energy Timesin päätoimittaja kutsui häntä suoraan rikolliseksi, jonka takana on sarja epäonnistuneita energiaprojekteja.
Riippumaton vahvistus
Rossi allekirjoitti sopimuksen amerikkalaisen Industrial Heatin kanssa vuoden kestäneen 1 MW:n kylmäfuusiolaitoksen salaisen testin suorittamisesta. Laite oli rahtikontti, joka oli pakattu kymmenittäin E-Catsiin. Kokeilun täytyi ohjata kolmas osapuoli, joka pystyi varmistamaan, että lämpöä todellakin tapahtui. Rossi väittää viettäneensä suurimman osan kuluneesta vuodesta käytännössä kontissa ja valvoen toimintaa yli 16 tuntia päivässä todistaakseen E-Catin kaupallisen kannattavuuden.
Testi päättyi maaliskuussa. Rossin kannattajat odottivat innolla tarkkailijoiden raporttia ja toivoivat sankarilleen vapauttavan tuomion. Mutta lopulta heidät haastettiin oikeuteen.
Oikeudenkäynti
Floridassa tehdyssä oikeudessa Rossi väittää, että testi oli onnistunut ja riippumaton välimies vahvisti, että E-Cat-reaktori tuottaa kuusi kertaa enemmän energiaa kuin se kuluttaa. Hän väitti myös, että Industrial Heat suostui maksamaan hänelle 100 miljoonaa dollaria - 11,5 miljoonaa dollaria etukäteen 24 tunnin kokeilun jälkeen (näennäisesti lisenssioikeuksista, jotta yritys voisi myydä teknologiaa Yhdysvalloissa) ja vielä 89 miljoonaa dollaria laajennetun kokeilujakson onnistuneen loppuun saattamisen jälkeen. 350 päivän kuluessa. Rossi syytti IH:ta "petollisen suunnitelman" toteuttamisesta hänen henkisen omaisuutensa varastamiseksi. Hän syytti yritystä myös E-Cat-reaktorien väärinkäytöstä, innovatiivisten teknologioiden ja tuotteiden, toimivuuden ja mallien laittomasta kopioimisesta sekä hänen immateriaalioikeuksiaan koskevan patentin väärinkäytöstä.
Kultakaivos
Muualla Rossi väittää, että yhdessä mielenosoituksissaan IH sai 50-60 miljoonaa dollaria sijoittajilta ja vielä 200 miljoonaa dollaria Kiinasta sen jälkeen, kun uusinta oli mukana Kiinan huippuviranomaisilla. Jos tämä on totta, pelissä on paljon enemmän kuin sata miljoonaa dollaria. Industrial Heat on hylännyt nämä väitteet perusteettomina ja aikoo puolustaa itseään aktiivisesti. Vielä tärkeämpää on, että hän väittää, että hän "työskenteli yli kolme vuotta vahvistaakseen tulokset, jotka Rossi väitti saavuttaneen E-Cat-teknologiallaan, kaikki tuloksetta."
IH ei usko E-Catiin, eikä New Energy Times näe syytä epäillä sitä. Kesäkuussa 2011 julkaisun edustaja vieraili Italiassa, haastatteli Rossia ja kuvasi esittelyn hänen E-Catistaan. Päivää myöhemmin hän ilmoitti vakavasta huolestaan lämpötehon mittausmenetelmästä. Kuuden päivän kuluttua toimittaja julkaisi videonsa YouTubeen. Asiantuntijat ympäri maailmaa lähettivät hänelle analyyseja, jotka julkaistiin heinäkuussa. Kävi selväksi, että kyseessä oli huijaus.
Kokeellinen vahvistus
Siitä huolimatta useat tutkijat - Alexander Parkhomov Venäjän kansojen ystävyyden yliopistosta ja Martin Fleishman Memorial Project (MFPM) - ovat onnistuneet jäljittelemään Venäjän kylmäfuusiota. MFPM-raportti oli nimeltään "The End of the Carbon Era Is Near". Syynä sellaiseen ihailuun oli gammasäteilypurkauksen löytäminen, jota ei voi selittää muuten kuin lämpöydinreaktiolla. Tutkijoiden mukaan Rossilla on juuri se, mistä hän puhuu.
Elinkelpoinen avoin kylmäfuusioresepti voi herättää energia-kultakuumeen. Vaihtoehtoisia menetelmiä voidaan löytää Rossin patenttien ohittamiseksi ja Rossin pitämiseksi poissa monen miljardin dollarin energialiiketoiminnasta.
Joten ehkä Rossi haluaisi välttää tämän vahvistuksen.
3. Hallitun lämpöydinfuusion ongelmat
Kaikkien kehittyneiden maiden tutkijat toivovat voitavansa tulevasta energiakriisistä hallitulla lämpöydinreaktiolla. Tällainen reaktio - heliumin synteesi deuteriumista ja tritiumista - on tapahtunut Auringossa miljoonia vuosia, ja maanpäällisissä olosuhteissa on nyt 50 vuoden ajan yritetty toteuttaa sitä jättimäisissä ja erittäin kalliissa laserlaitoksissa, tokamakeissa. (laite lämpöydinfuusioreaktion suorittamiseen kuumassa plasmassa) ja stellaraattorit (suljettu magneettiloukku korkean lämpötilan plasman säilyttämiseen). On kuitenkin olemassa muita tapoja ratkaista tämä vaikea ongelma, ja valtavien tokamakkien sijasta on todennäköisesti mahdollista käyttää melko kompaktia ja edullista törmäystä - törmäyspalkkien kiihdytintä - lämpöydinfuusion toteuttamiseen.
Tokamak vaatii toimiakseen hyvin pieniä määriä litiumia ja deuteriumia. Esimerkiksi 1 GW:n sähkötehoinen reaktori polttaa noin 100 kg deuteriumia ja 300 kg litiumia vuodessa. Jos oletetaan, että kaikki lämpöydinvoimalat tuottavat 10 biljoonaa. kW / h sähköä vuodessa, eli niin paljon kuin kaikki maapallon voimalaitokset tuottavat nykyään, niin maailman deuterium- ja litiumvarannot riittävät toimittamaan ihmiskunnalle energiaa useiden miljoonien vuosien ajan.
Deuteriumin ja litiumin fuusion lisäksi puhtaasti aurinkofuusio on mahdollista, kun kaksi deuteriumatomia yhdistetään. Jos tämä reaktio hallitaan, energiaongelmat ratkaistaan välittömästi ja ikuisesti.
Missään tunnetuissa kontrolloidun lämpöydinfuusion (CTF) muunnelmissa lämpöydinreaktiot eivät voi siirtyä hallitsemattoman tehonlisäyksen tilaan, joten tällaiset reaktorit eivät ole luonnostaan turvallisia.
Fysikaalisesta näkökulmasta katsottuna ongelma on muotoiltu yksinkertaisesti. Jotta itseään ylläpitävä ydinfuusioreaktio tapahtuisi, on välttämätöntä ja riittävää täyttää kaksi ehtoa.
1. Reaktioon osallistuvien ytimien energian tulee olla vähintään 10 keV. Ydinfuusion alkaminen edellyttää, että reaktioon osallistuvat ytimet putoavat ydinvoimien kentälle, jonka säde on 10-12-10-13 s.cm. Atomiytimillä on kuitenkin positiivinen sähkövaraus, ja vastaavat varaukset hylkivät toisiaan. Ydinvoimien toiminnan rajalla Coulombin repulsion energia on noin 10 keV. Tämän esteen voittamiseksi törmäyksessä olevien ytimien kineettisen energian on oltava vähintään tätä arvoa pienempi.
2. Reagoivien ytimien pitoisuuden ja sen retentioajan tulon, jonka aikana ne säilyttävät ilmoitetun energian, tulee olla vähintään 1014 s.cm-3. Tämä ehto - ns. Lawson-kriteeri - määrittää reaktion energian kannattavuuden rajan. Jotta fuusioreaktiossa vapautuva energia kattaisi ainakin reaktion käynnistymisestä aiheutuvat energiakustannukset, atomiytimien täytyy käydä läpi monia törmäyksiä. Jokaisessa törmäyksessä, jossa tapahtuu fuusioreaktio deuteriumin (D) ja tritiumin (T) välillä, vapautuu 17,6 MeV energiaa eli noin 3,10-12 J. Jos esimerkiksi sytytykseen kuluu 10 MJ energiaa, niin reaktio katkeaa, vaikka siihen osallistuu vähintään 3.1018 D-T-paria. Ja tätä varten melko tiheää korkeaenergistä plasmaa on säilytettävä reaktorissa pitkään. Tämä ehto ilmaistaan Lawsonin kriteerillä.
Jos molemmat vaatimukset voidaan täyttää samanaikaisesti, hallitun lämpöydinfuusion ongelma ratkaistaan.
Tämän fyysisen ongelman tekninen toteuttaminen kohtaa kuitenkin valtavia vaikeuksia. Loppujen lopuksi 10 keV:n energia on 100 miljoonan asteen lämpötila. Aine tällaisessa lämpötilassa voidaan pitää parilliset sekunnin murto-osat vain tyhjiössä eristämällä se laitteiston seinistä.
Mutta on olemassa toinen menetelmä tämän ongelman ratkaisemiseksi - kylmäfuusio. Mikä on kylmäfuusio - tämä on analogi "kuumalle" lämpöydinreaktiolle, joka tapahtuu huoneenlämpötilassa.
Luonnossa on ainakin kaksi tapaa muuttaa ainetta jatkumon yhden ulottuvuuden sisällä. Voit keittää veden tulella, ts. lämpöisesti tai mikroaaltouunissa, ts. taajuus. Tulos on sama - vesi kiehuu, ainoa ero on, että taajuusmenetelmä on nopeampi. Se käyttää myös ultrakorkean lämpötilan saavuttamista atomin ytimen jakamiseen. Lämpömenetelmä antaa hallitsemattoman ydinreaktion. Kylmäfuusion energia on siirtymätilan energiaa. Yksi pääedellytyksistä kylmäfuusioreaktion suorittamiseen tarkoitetun reaktorin suunnittelussa on sen pyramidikiteisen muodon kunto. Toinen tärkeä ehto on pyörivien magneetti- ja vääntökenttien läsnäolo. Kenttien leikkaus tapahtuu vetyytimen epävakaan tasapainon pisteessä.
Tutkijat Ruzi Taleiarkhan Oak Ridgen kansallisesta laboratoriosta, Richard Leikhi ammattikorkeakoulusta. Renssilira ja akateemikko Robert Nigmatulin - nauhoittivat kylmän lämpöydinreaktion laboratoriossa.
Ryhmä käytti kahden tai kolmen lasin kokoista nestemäistä asetonia sisältävää dekantterilasia. Ääniaallot välittyivät voimakkaasti nesteen läpi, mikä tuotti fysiikassa akustisena kavitaationa tunnetun vaikutuksen, jonka seurauksena on sonoluminesenssi. Kavitaation aikana nesteeseen ilmestyi pieniä kuplia, jotka kasvoivat halkaisijaltaan kahteen millimetriin ja räjähtivät. Räjähdyksiin liittyi valon välähdyksiä ja energian vapautumista ts. lämpötila kuplien sisällä oli räjähdyksen aikaan 10 miljoonaa Kelvin-astetta, ja vapautunut energia riittää kokeiden mukaan lämpöydinfuusion toteuttamiseen.
"Teknisesti" reaktion ydin on siinä, että kahden deuteriumatomin yhdistelmän seurauksena muodostuu kolmas - vedyn isotooppi, joka tunnetaan nimellä tritium, ja neutroni, jolle on ominaista valtava määrä energiaa. .
Suprajohtavassa tilassa oleva virta on nolla, ja siksi magneettikentän ylläpitämiseen kuluu mahdollisimman vähän sähköä. 8. Supernopeat järjestelmät. Hallittu lämpöydinfuusio inertiarajoituksella Plasman magneettiseen rajoitukseen liittyvät vaikeudet voidaan periaatteessa ohittaa, jos ydinpolttoainetta poltetaan äärimmäisen lyhyessä ajassa, kun ...
Vuodelle 2004. Seuraavat neuvottelut tästä hankkeesta käydään toukokuussa 2004 Wienissä. Reaktori rakennetaan vuonna 2006 ja se on tarkoitus ottaa käyttöön vuonna 2014. Näin se toimii Fuusio* on halpa ja ympäristöystävällinen tapa tuottaa energiaa. Miljardeja vuosia Auringossa on tapahtunut hallitsematonta lämpöydinfuusiota – heliumia muodostuu vetydeuteriumin raskaasta isotoopista. Jossa...
Kokeellista lämpöydinreaktoria johtaa E. P. Velikhov. Yhdysvallat, käytettyään 15 miljardia dollaria, vetäytyi tästä hankkeesta, loput 15 miljardia ovat jo käyttäneet kansainväliset tiedejärjestöt. 2. Tekniset, ympäristölliset ja lääketieteelliset ongelmat. Ohjattujen lämpöydinfuusiolaitteistojen (UTF) käytön aikana. esiintyy neutronisäteitä ja gammasäteilyä sekä...
Energiaa ja mitä laatua tarvitaan, jotta vapautuva energia riittäisi kattamaan energian vapautumisprosessin käynnistämiskustannukset. Käsittelemme tätä kysymystä alla lämpöydinfuusion ongelmien yhteydessä. Lasereiden energian laadusta Yksinkertaisimmissa tapauksissa rajoitukset huonolaatuisen energian muuntamiselle korkealaatuiseksi energiaksi ovat ilmeisiä. Tässä muutamia esimerkkejä...
1. Esittely
3. Termoydinfuusion hallinnan ongelmat
3.1 Taloudelliset ongelmat
3.2 Lääketieteelliset ongelmat
4. Yhteenveto
5. Viitteet
1. Esittely
Hallitun lämpöydinfuusion ongelma on yksi ihmiskunnan tärkeimmistä tehtävistä.
Ihmissivilisaatio ei voi olla olemassa, saati kehittyä ilman energiaa. Kaikki tietävät hyvin, että kehitetyt energialähteet voivat valitettavasti pian loppua. Maailman energianeuvoston mukaan maapallolla tutkitut hiilivetypolttoainevarat säilyvät 30 vuotta.
Nykyään tärkeimmät energianlähteet ovat öljy, kaasu ja hiili.
Asiantuntijoiden mukaan näiden mineraalien varannot ovat loppumassa. Tutkittuja, kehittämiseen sopivia öljykenttiä ei juuri ole jäljellä, ja jo lapsenlapsillamme voi olla erittäin vakava energianpuuteongelma.
Parhaiten polttoaineella varustetut ydinvoimalat voisivat tietysti toimittaa ihmiskunnalle sähköä yli sadan vuoden ajan.
Tutkimuksen kohde: Hallitun lämpöydinfuusion ongelmat.
Opintojen aihe: Termoydinfuusio.
Tutkimuksen tarkoitus: Ratkaise termoydinfuusion hallinnan ongelma;
Tutkimustavoitteet:
· Tutkia lämpöydinreaktioiden tyyppejä.
· Harkitse kaikkia mahdollisia vaihtoehtoja lämpöydinreaktion aikana vapautuvan energian tuomiseksi ihmiselle.
· Esittää teoria energian muuntamisesta sähköksi.
Alkuperäinen fakta:
Ydinenergiaa vapautuu atomiytimien hajoamisen tai fuusion aikana. Mikä tahansa energia - fyysinen, kemiallinen tai ydinvoima ilmenee sen kyvynä tehdä työtä, säteillä lämpöä tai säteilyä. Energia missä tahansa järjestelmässä säilyy aina, mutta se voidaan siirtää toiseen järjestelmään tai muuttaa muotoaan.
Saavutus hallitun lämpöydinfuusion olosuhteita haittaavat useat pääongelmat:
· Ensin sinun on lämmitettävä kaasu erittäin korkeaan lämpötilaan.
· Toiseksi on tarpeen kontrolloida reagoivien ytimien määrää riittävän pitkään.
· Kolmanneksi vapautuvan energian määrän on oltava suurempi kuin se kulutettiin lämmitykseen ja kaasun tiheyden rajoittamiseen.
Seuraava ongelma on tämän energian kerääntyminen ja sen muuntaminen sähköksi
2. Termoydinreaktiot Auringossa
Mikä on aurinkoenergian lähde? Millaisia ovat prosessit, joiden aikana syntyy valtava määrä energiaa? Kuinka kauan aurinko jatkaa paistamista?
Ensimmäiset yritykset vastata näihin kysymyksiin tekivät tähtitieteilijät 1800-luvun puolivälissä, kun fyysikot muotoilivat energian säilymisen lain.
Robert Mayer ehdotti, että aurinko paistaa, koska meteoriitit ja meteorihiukkaset pommittavat pintaa jatkuvasti. Tämä hypoteesi hylättiin, koska yksinkertainen laskelma osoittaa, että Auringon kirkkauden säilyttämiseksi nykyisellä tasolla on välttämätöntä, että sen päälle putoaa 2∙10 15 kg meteoriikkaa joka sekunti. Vuodeksi se on 6∙10 22 kg ja Auringon elinkaaren ajan 5 miljardin vuoden ajan - 3∙10 32 kg. Auringon massa M
= 2∙10 30 kg, joten viidessä miljardissa vuodessa ainetta 150 kertaa enemmän kuin Auringon massan olisi pitänyt pudota Auringon päälle.Myös Helmholtz ja Kelvin esittivät toisen hypoteesin 1800-luvun puolivälissä. He ehdottivat, että aurinko säteilee supistumalla 60–70 metriä vuodessa. Syynä supistumiseen on Auringon hiukkasten keskinäinen vetovoima, minkä vuoksi tätä hypoteesia kutsutaan supistukseksi. Jos teemme laskelman tämän hypoteesin mukaan, Auringon ikä on enintään 20 miljoonaa vuotta, mikä on ristiriidassa nykyaikaisten tietojen kanssa, jotka on saatu analysoimalla alkuaineiden radioaktiivista hajoamista maan ja Kuun maaperän geologisissa näytteissä. .
Kolmannen hypoteesin aurinkoenergian mahdollisista lähteistä esitti James Jeans 1900-luvun alussa. Hän ehdotti, että Auringon syvyydet sisältävät raskaita radioaktiivisia elementtejä, jotka hajoavat spontaanisti samalla kun energiaa vapautuu. Esimerkiksi uraanin muuttumiseen toriumiksi ja sitten lyijyksi liittyy energian vapautumista. Tämän hypoteesin myöhempi analyysi osoitti myös sen epäonnistumisen; vain uraanista koostuva tähti ei vapauttaisi tarpeeksi energiaa Auringon havaitun kirkkauden tuottamiseksi. Lisäksi on tähtiä, jotka ovat monta kertaa kirkkaampia kuin meidän tähtemme. On epätodennäköistä, että nämä tähdet sisältäisivät myös enemmän radioaktiivista materiaalia.
Todennäköisimmäksi hypoteesiksi osoittautui hypoteesi alkuaineiden synteesistä tähtien sisätilojen ydinreaktioiden seurauksena.
Vuonna 1935 Hans Bethe oletti, että lämpöydinreaktio, jossa vedy muuttuu heliumiksi, voisi olla aurinkoenergian lähde. Tästä syystä Bethe sai Nobel-palkinnon vuonna 1967.
Auringon kemiallinen koostumus on suunnilleen sama kuin useimpien muiden tähtien. Noin 75 % on vetyä, 25 % heliumia ja alle 1 % kaikkia muita kemiallisia alkuaineita (pääasiassa hiiltä, happea, typpeä jne.). Välittömästi universumin syntymän jälkeen "raskaita" elementtejä ei ollut ollenkaan. Ne kaikki, ts. heliumia raskaampia alkuaineita ja jopa monia alfahiukkasia muodostui vedyn "palamisen" aikana tähdissä lämpöydinfuusion aikana. Auringon kaltaisen tähden tyypillinen elinikä on kymmenen miljardia vuotta.
Pääasiallinen energianlähde on protoni-protoni-kierto - erittäin hidas reaktio (ominaisaika 7,9∙10 9 vuotta), koska se johtuu heikosta vuorovaikutuksesta. Sen ydin on se, että neljästä protonista saadaan heliumydin. Tässä tapauksessa vapautuu positronipari ja neutriinopari sekä 26,7 MeV energiaa. Auringon sekunnissa lähettämien neutriinojen lukumäärä määräytyy vain Auringon kirkkauden mukaan. Siitä lähtien kun 26,7 MeV vapautuu, syntyy 2 neutriinoa, neutriinojen emissionopeus on: 1,8∙10 38 neutrinoa/s. Tämän teorian suora testi on auringon neutriinojen havainnointi. Korkeaenergiset neutriinot (boori) kirjataan kloori-argon-kokeissa (Davis-kokeet), ja ne osoittavat jatkuvasti neutriinojen puutetta verrattuna tavallisen aurinkomallin teoreettiseen arvoon. Matalaenergiaiset neutriinot, jotka syntyvät suoraan pp-reaktiossa, kirjataan gallium-germanium-kokeissa (GALLEX Gran Sassossa (Italia-Saksa) ja SAGE Baksanissa (Venäjä-USA)); ne ovat myös "puuttuneita".
Joidenkin oletusten mukaan, jos neutriinojen lepomassa on muu kuin nolla, erityyppisten neutriinojen värähtelyt (muunnokset) ovat mahdollisia (Mihheev-Smirnov-Wolfenstein-ilmiö) (neutriinoja on kolme tyyppiä: elektroni-, myoni- ja tauonneutriinot) . Koska muilla neutriinoilla on paljon pienemmät vuorovaikutuspoikkileikkaukset aineen kanssa kuin elektroneilla, havaittu alijäämä voidaan selittää muuttamatta Auringon standardimallia, joka on rakennettu koko tähtitieteellisen tiedon perusteella.
Joka sekunti aurinko kierrättää noin 600 miljoonaa tonnia vetyä. Ydinpolttoainevarastot kestävät vielä viisi miljardia vuotta, jonka jälkeen siitä tulee vähitellen valkoinen kääpiö.
Auringon keskiosat kutistuvat, lämpenevät ja ulkokuoreen siirtyvä lämpö johtaa sen laajenemiseen nykyaikaisiin verrattuna hirviömäisiin kokoihin: Aurinko laajenee niin paljon, että se imee itseensä Merkuriuksen, Venuksen ja kuluttaa " polttoaine" sata kertaa nopeammin kuin tällä hetkellä. Tämä lisää Auringon kokoa; tähdestämme tulee punainen jättiläinen, jonka koko on verrattavissa etäisyyteen maasta aurinkoon!
Tietysti tällaisesta tapahtumasta tiedotetaan etukäteen, sillä siirtyminen uuteen vaiheeseen kestää noin 100-200 miljoonaa vuotta. Kun Auringon keskiosan lämpötila saavuttaa 100 000 000 K, helium alkaa myös palaa muuttuen raskaiksi alkuaineiksi, ja Aurinko siirtyy monimutkaisten supistumis- ja laajenemissyklien vaiheeseen. Viimeisessä vaiheessa tähtemme menettää ulkokuorensa, keskusytimen tiheys ja koko on uskomattoman suuri, kuten Maan. Kuluu vielä muutama miljardi vuotta, ja Aurinko jäähtyy ja muuttuu valkoiseksi kääpiöksi.
3. Hallitun lämpöydinfuusion ongelmat
Kaikkien kehittyneiden maiden tutkijat toivovat voitavansa tulevasta energiakriisistä hallitulla lämpöydinreaktiolla. Tällainen reaktio - heliumin synteesi deuteriumista ja tritiumista - on tapahtunut Auringossa miljoonia vuosia, ja maanpäällisissä olosuhteissa on nyt 50 vuoden ajan yritetty toteuttaa sitä jättimäisissä ja erittäin kalliissa laserlaitoksissa, tokamakeissa. (laite lämpöydinfuusioreaktion suorittamiseen kuumassa plasmassa) ja stellaraattorit (suljettu magneettiloukku korkean lämpötilan plasman säilyttämiseen). On kuitenkin olemassa muita tapoja ratkaista tämä vaikea ongelma, ja valtavien tokamakkien sijasta on todennäköisesti mahdollista käyttää melko kompaktia ja edullista törmäystä - törmäyspalkkien kiihdytintä - lämpöydinfuusion toteuttamiseen.
Tokamak vaatii toimiakseen hyvin pieniä määriä litiumia ja deuteriumia. Esimerkiksi 1 GW:n sähkötehoinen reaktori polttaa noin 100 kg deuteriumia ja 300 kg litiumia vuodessa. Jos oletetaan, että kaikki lämpöydinvoimalat tuottavat 10 biljoonaa. kW / h sähköä vuodessa, eli niin paljon kuin kaikki maapallon voimalaitokset tuottavat nykyään, niin maailman deuterium- ja litiumvarannot riittävät toimittamaan ihmiskunnalle energiaa useiden miljoonien vuosien ajan.
Deuteriumin ja litiumin fuusion lisäksi puhtaasti aurinkofuusio on mahdollista, kun kaksi deuteriumatomia yhdistetään. Jos tämä reaktio hallitaan, energiaongelmat ratkaistaan välittömästi ja ikuisesti.
Missään tunnetuissa kontrolloidun lämpöydinfuusion (CTF) muunnelmissa lämpöydinreaktiot eivät voi siirtyä hallitsemattoman tehonlisäyksen tilaan, joten tällaiset reaktorit eivät ole luonnostaan turvallisia.
VENÄJÄN FEDERAATIOIN OPETUS- JA TIETEMINISTERIÖ
Liittovaltion koulutusvirasto
SEI HPE "Blagoveshchensk State Pedagogical University"
Fysiikan ja matematiikan tiedekunta
Yleisen fysiikan laitos
Kurssityöt
aiheesta: Termoydinfuusion ongelmat
tieteenala: fysiikka
Artisti: V.S. Kletchenko
Johtaja: V.A. Evdokimova
Blagoveshchensk 2010
Johdanto
Termoydinreaktiot ja niiden energiatehokkuus
Termoydinreaktioiden esiintymisen olosuhteet
Termoydinreaktioiden toteuttaminen maanpäällisissä olosuhteissa
Tärkeimmät termoydinreaktioiden toteuttamiseen liittyvät ongelmat
Hallittujen lämpöydinreaktioiden toteuttaminen TOKAMAK-tyyppisissä tiloissa
ITER-projekti
Plasma- ja lämpöydinreaktioiden nykyaikaiset tutkimukset
Johtopäätös
Kirjallisuus
Johdanto
Tällä hetkellä ihmiskunta ei voi kuvitella elämäänsä ilman sähköä. Hän on kaikkialla. Mutta perinteiset sähköntuotantomenetelmät eivät ole halpoja: kuvittele vain vesivoimalan tai ydinvoimalan reaktorin rakentaminen, niin käy heti selväksi miksi. Tiedemiehet löysivät 1900-luvulla energiakriisin edessä tavan tuottaa sähköä aineesta, jonka määrää ei ole rajoitettu. Termonukleaariset reaktiot tapahtuvat deuteriumin ja tritiumin hajoamisen aikana. Yksi litra vettä sisältää niin paljon deuteriumia, että lämpöydinfuusio voi vapauttaa yhtä paljon energiaa kuin saadaan polttamalla 350 litraa bensiiniä. Eli voimme päätellä, että vesi on rajoittamaton energianlähde.
Jos energian saaminen lämpöydinfuusion avulla olisi yhtä yksinkertaista kuin vesivoimaloiden avulla, ihmiskunta ei koskaan joutuisi kokemaan kriisiä energiasektorilla. Energian saamiseksi tällä tavalla tarvitaan lämpötila, joka vastaa auringon keskipisteen lämpötilaa. Mistä saada tällainen lämpötila, kuinka kalliiksi asennukset tulevat maksamaan, kuinka kannattavaa tällainen energiantuotanto on ja onko tällainen asennus turvallinen? Näihin kysymyksiin vastataan tässä työssä.
Työn tarkoitus: lämpöydinfuusion ominaisuuksien ja ongelmien tutkiminen.
Termoydinreaktiot ja niiden energiatehokkuus
Termoydinreaktio - raskaampien atomiytimien synteesi kevyemmistä energian saamiseksi, jota ohjataan.
Tiedetään, että vetyatomin ydin on protoni p. Tällaista vetyä on paljon luonnossa - ilmassa ja vedessä. Lisäksi vedyn isotooppeja on raskaampia. Yhden niistä ydin sisältää protonin p lisäksi myös neutronin n. Tätä isotooppia kutsutaan deuteriumiksi D. Toisen isotoopin ydin sisältää protonin р lisäksi kaksi neutronia n ja sitä kutsutaan triteriumiksi (tritium) Т. energia, joka vapautuu raskaiden ytimien fissiossa. Fuusioreaktiossa vapautuu energiaa, joka 1 kg:aa kohden on paljon suurempi kuin uraanin fissioreaktiossa vapautuva energia. (Vapautuneella energialla tarkoitetaan tässä reaktion tuloksena muodostuneiden hiukkasten kineettistä energiaa.) Esimerkiksi deuterium 1 2 D ja tritium 1 3 T -ytimien fuusioreaktiossa heliumytimeksi 2 4 He :
1 2 D + 1 3 T → 2 4 He + 0 1 n,
Vapautunut energia on noin 3,5 MeV nukleonia kohti. Fissioreaktioissa energia nukleonia kohti on noin 1 MeV.
Heliumytimen synteesissä neljästä protonista:
4 1 1 p→ 2 4 Ei + 2 +1 1 e,
vapautuu vielä enemmän energiaa, mikä vastaa 6,7 MeV hiukkasta kohden. Termoydinreaktioiden energiaetu selittyy sillä, että heliumatomin ytimen spesifinen sitoutumisenergia ylittää merkittävästi vetyisotooppien ytimien ominaissidontaenergian. Siten, kun kontrolloidut lämpöydinreaktiot toteutetaan onnistuneesti, ihmiskunta saa uuden tehokkaan energialähteen.
Termoydinreaktioiden esiintymisen olosuhteet
Kevyiden ytimien fuusiota varten on tarpeen voittaa potentiaalieste, jonka aiheuttaa protonien Coulombin hylkiminen samanlaisissa positiivisesti varautuneissa ytimissä. Vetyytimien 1 2 Dx fuusiota varten on tarpeen tuoda ne lähemmäksi etäisyyttä r, joka on noin r ≈ 3 10 -15 m. Tätä varten sinun on tehtävä työ, joka vastaa repulsion sähköstaattista potentiaalienergiaa P \u003d e 2: (4πε 0 r) ≈ 0,1 MeV. Deuteroniytimet pystyvät ylittämään tällaisen esteen, jos niiden keskimääräinen kineettinen energia 3/2 kT on yhtä suuri kuin 0,1 MeV törmäyksen aikana. Tämä on mahdollista lämpötilassa T = 2 10 9 K. Käytännössä lämpöydinreaktioiden tapahtumiseen vaadittava lämpötila laskee kaksi suuruusluokkaa ja on 10 7 K.
Auringon keskiosalle on tyypillistä noin 10 7 K lämpötila. Spektrianalyysi osoitti, että Auringon aine, kuten monet muutkin tähdet, sisältää jopa 80 % vetyä ja noin 20 % heliumia. Hiili, typpi ja happi muodostavat enintään 1 % tähtien massasta. Auringon valtavalla massalla (≈ 2 10 27 kg) näiden kaasujen määrä on melko suuri.
Termoydinreaktiot tapahtuvat auringossa ja tähdissä, ja ne ovat niiden säteilyn energialähde. Joka sekunti Aurinko säteilee 3,8 10 26 J energiaa, mikä vastaa sen massan vähenemistä 4,3 miljoonalla tonnilla. Aurinkoenergian spesifinen vapautuminen, ts. energian vapautuminen Auringon massayksikköä kohti yhdessä sekunnissa on 1,9 10 -4 J/s kg. Se on hyvin pieni ja muodostaa noin 10-3 % spesifisestä energian vapautumisesta elävässä organismissa aineenvaihduntaprosessissa. Auringon säteilyteho ei ole juurikaan muuttunut aurinkokunnan olemassaolon monien miljardien vuosien aikana.
Eräs keino edetä lämpöydinreaktiot Auringossa on hiili-typpikierto, jossa vetyytimien yhdistäminen heliumytimeksi helpottuu katalyyttinä toimivien hiilen 6 12 C -ytimien läsnä ollessa. Syklin alussa nopea protoni tunkeutuu hiiliatomin ytimeen 6 12 C ja muodostaa typen isotoopin 7 13 N epästabiilin ytimen γ-kvanttisäteilyllä:
6 12 С + 1 1 p → 7 13 N + γ.
Puoliintumisajalla 14 minuuttia 7 13 N -ytimessä tapahtuu muunnos 1 1 p→ 0 1 n + +1 0 e + 0 0 ν e ja muodostuu 6 13 C -isotoopin ydin:
7 13 N → 6 13 С + +1 0 e + 0 0 ν e.
noin 32 miljoonan vuoden välein 7 14 N ydin vangitsee protonin ja muuttuu happiytimeksi 8 15 O:
7 14 N+ 1 1 p → 8 15 O + γ.
Epästabiili 8 15 O ydin, jonka puoliintumisaika on 3 minuuttia, emittoi positroni ja neutriino ja muuttuu 7 15 N ytimeksi:
8 15 О→ 7 15 N+ +1 0 e+ 0 0 ν e.
Kierto päättyy protonin absorptioreaktioon 7 15 N ytimessä sen hajoamisessa hiilen 6 12 С ytimeksi ja α-hiukkaseksi. Tämä tapahtuu noin 100 tuhannen vuoden kuluttua:
7 15 N+ 1 1 p → 6 12 С + 2 4 He.
Uusi kierto alkaa jälleen 6 12 C:n protonin absorptiolla hiileen, joka tulee ulos keskimäärin 13 miljoonan vuoden kuluttua. Syklin yksittäiset reaktiot eroavat ajallisesti toisistaan maallisilla aikaskaaloilla kohtuuttoman suurilla väleillä. Kierto on kuitenkin suljettu ja jatkuu jatkuvasti. Siksi syklin erilaisia reaktioita tapahtuu Auringossa samanaikaisesti, alkaen eri aikoina.
Tämän syklin seurauksena neljä protonia sulautuu heliumytimeen kahden positronin ja y-säteilyn ilmaantuessa. Tähän on lisättävä säteily, joka syntyy positronien fuusiossa plasmaelektronien kanssa. Yhden helium-gamma-atomin muodostuminen vapauttaa 700 tuhatta kWh energiaa. Tämä energiamäärä kompensoi aurinkoenergian menetystä säteilylle. Laskelmat osoittavat, että Auringossa oleva vedyn määrä riittää tukemaan lämpöydinreaktioita ja auringon säteilyä miljardeja vuosia.
Termoydinreaktioiden toteuttaminen maanpäällisissä olosuhteissa
Termoydinreaktioiden toteuttaminen maanpäällisissä olosuhteissa luo valtavia mahdollisuuksia energian saamiseen. Esimerkiksi käytettäessä yhden litran vettä sisältämää deuteriumia vapautuu fuusioreaktiossa sama määrä energiaa kuin vapautuu poltettaessa noin 350 litraa bensiiniä. Mutta jos lämpöydinreaktio etenee spontaanisti, tapahtuu valtava räjähdys, koska tässä tapauksessa vapautuva energia on erittäin suuri.
Olosuhteet, jotka ovat lähellä niitä, jotka toteutuvat Auringon suolistossa, toteutuivat vetypommissa. On olemassa itseään ylläpitävä lämpöydinreaktio, joka on luonteeltaan räjähtävä. Räjähdysaine on seos deuterium 1 2 D ja tritium 1 3 T. Reaktion etenemiseen tarvittava korkea lämpötila saadaan räjähtämällä tavanomainen atomipommi, joka on sijoitettu termoydinpommiin.
Tärkeimmät termoydinreaktioiden toteuttamiseen liittyvät ongelmat
Fuusioreaktorissa fuusioreaktion tulee olla hidas ja sitä on voitava hallita. Korkean lämpötilan deuteriumplasmassa tapahtuvien reaktioiden tutkiminen on teoreettinen perusta keinotekoisten kontrolloitujen lämpöydinreaktioiden aikaansaamiselle. Suurin vaikeus on ylläpitää olosuhteet, jotka ovat välttämättömiä itseään ylläpitävän lämpöydinreaktion aikaansaamiseksi. Tällaista reaktiota varten on välttämätöntä, että energian vapautumisnopeus järjestelmässä, jossa reaktio tapahtuu, ei ole pienempi kuin energian poistumisnopeus järjestelmästä. Lämpötiloissa, jotka ovat luokkaa 10 8 K, lämpöydinreaktiot deuteriumplasmassa ovat huomattavan voimakkaita ja niihin liittyy suuren energian vapautuminen. Plasman tilavuusyksikössä, kun deuteriumytimiä yhdistetään, vapautuu 3 kW/m 3 teho. 10 6 K luokkaa olevissa lämpötiloissa teho on vain 10 -17 W/m 3 .
