Lista över fusionsexperiment
Experiment inriktade på att utveckla fusionskraft görs undantagslöst med dedikerade maskiner som kan klassificeras enligt de principer de använder för att begränsa plasmabränslet och hålla det varmt.
Den stora uppdelningen är mellan magnetisk inneslutning och tröghetsinneslutning . Vid magnetisk inneslutning motverkas tendensen hos den heta plasman att expandera av Lorentzkraften mellan strömmar i plasman och magnetfält som produceras av externa spolar. Partikeldensiteterna tenderar att ligga i intervallet 10 18 till 10 22 m −3 och de linjära dimensionerna i intervallet 0,1 till 10 m . Partikel- och energiinneslutningstiderna kan variera från under en millisekund till över en sekund, men själva konfigurationen upprätthålls ofta genom inmatning av partiklar, energi och ström under tider som är hundratals eller tusentals gånger längre. Vissa koncept är kapabla att upprätthålla en plasma på obestämd tid.
Däremot, med tröghetsinneslutning, finns det inget som motverkar expansionen av plasmat. Instängningstiden är helt enkelt den tid det tar för plasmatrycket att övervinna partiklarnas tröghet , därav namnet. Densiteterna tenderar att ligga i intervallet 10 31 till 10 33 m −3 och plasmaradien i intervallet 1 till 100 mikrometer. Dessa förhållanden erhålls genom att bestråla en millimeterstor fast pellet med en nanosekundlaser eller jonpuls. Det yttre lagret av pelleten är ablerat gånger en reaktionskraft som komprimerar de centrala 10 % av bränslet med en faktor på 10 eller 20 till 103 eller 104 fast densitet. Dessa mikroplasma sprids under en tid som mäts i nanosekunder. För en fusionskraftreaktor kommer det att behövas en upprepningshastighet på flera per sekund.
Magnetisk inneslutning
Inom området för magnetiska inneslutningsexperiment finns det en grundläggande uppdelning mellan toroidala och öppna magnetfälttopologier . Generellt sett är det lättare att innehålla en plasma i riktningen vinkelrät mot fältet än parallellt med den. Parallell inneslutning kan lösas antingen genom att böja fältlinjerna tillbaka på sig själva till cirklar eller, mer vanligt, ringformiga ytor, eller genom att dra ihop bunten av fältlinjer i båda ändar, vilket gör att en del av partiklarna reflekteras av spegeleffekten . De toroidformade geometrierna kan delas upp ytterligare beroende på om själva maskinen har en toroidal geometri, dvs en solid kärna genom plasmans centrum. Alternativet är att avstå från en solid kärna och förlita sig på strömmar i plasman för att producera toroidfältet.
Spegelmaskiner har fördelar i en enklare geometri och bättre potential för direkt omvandling av partikelenergi till el. De kräver generellt högre magnetfält än toroidformade maskiner, men det största problemet har visat sig vara inneslutning. För god inneslutning måste det finnas fler partiklar som rör sig vinkelrätt mot fältet än det som rör sig parallellt med fältet. En sådan icke- Maxwellsk hastighetsfördelning är emellertid mycket svår att upprätthålla och energiskt kostsam.
Speglarnas fördel med enkel maskingeometri bibehålls i maskiner som producerar kompakta toroider , men det finns potentiella nackdelar för stabiliteten att inte ha en central ledare och det är generellt sett mindre möjlighet att styra (och därmed optimera) den magnetiska geometrin. Kompakta toroidkoncept är i allmänhet mindre välutvecklade än de för toroidformade maskiner. Även om detta inte nödvändigtvis betyder att de inte kan fungera bättre än vanliga koncept, är osäkerheten mycket större.
Något i en klass för sig är Z-pinch , som har cirkulära fältlinjer. Detta var ett av de första koncepten som prövades, men det visade sig inte vara särskilt framgångsrikt. Dessutom fanns det aldrig ett övertygande koncept för att förvandla den pulsade maskinen som kräver elektroder till en praktisk reaktor.
Den täta plasmafokusen är en kontroversiell och "icke-mainstream" enhet som förlitar sig på strömmar i plasman för att producera en toroid. Det är en pulsad enhet som är beroende av ett plasma som inte är i jämvikt och som har potential för direkt omvandling av partikelenergi till elektricitet. Experiment pågår för att testa relativt nya teorier för att avgöra om enheten har en framtid.
Toroidal maskin
Toroidformade maskiner kan vara axiellt symmetriska, som tokamak och reversed field pinch (RFP), eller asymmetriska, som stellaratorn . Den ytterligare frihetsgraden som uppnås genom att ge upp toroidal symmetri kan i slutändan vara användbar för att producera bättre inneslutning, men kostnaden är komplexiteten i tekniken, teorin och den experimentella diagnostiken. Stellaratorer har vanligtvis en periodicitet, t.ex. en femfaldig rotationssymmetri. RFP:n har, trots vissa teoretiska fördelar som ett lågt magnetfält vid spolarna, inte visat sig vara särskilt framgångsrik.
Tokamak
Enhetsnamn | Status | Konstruktion | Drift | Plats | Organisation | Stor/mindre radie | B-fält | Plasmaström | Syfte | Bild |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
T-1 (Tokamak-1) | Stänga av | ? | 1957–1959 | Moskva | Kurchatov-institutet | 0,625 m / 0,13 m | 1 T | 0,04 MA | Första tokamak | |
T-3 (Tokamak-3) | Stänga av | ? | 1962–? | Moskva | Kurchatov-institutet | 1 m / 0,12 m | 2,5 T | 0,06 MA | ||
ST (Symmetrisk Tokamak) | Stänga av | Modell C | 1970–1974 | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 1,09 m / 0,13 m | 5,0 T | 0,13 MA | Första amerikanska tokamak, konverterad från Model C stellarator | |
ORMAK (Oak Ridge tokaMAK) | Stänga av | 1971–1976 | Oak Ridge | Oak Ridge National Laboratory | 0,8 m / 0,23 m | 2,5 T | 0,34 MA | Först för att uppnå 20 MK plasmatemperatur | ||
ATC (adiabatisk toroidkompressor) | Stänga av | 1971–1972 | 1972–1976 | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 0,88 m / 0,11 m | 2 T | 0,05 MA | Demonstrera kompressionsplasmauppvärmning | |
Pulsator | Stänga av | 1970–1973 | 1973–1979 | Garching | Max Planck-institutet för plasmafysik | 0,7 m / 0,12 m | 2,7 T | 0,125 MA | Upptäckt av högdensitetsdrift med tokamaks | |
TFR (Tokamak de Fontenay-aux-Roses) | Stänga av | 1973–1984 | Fontenay-aux-Roses | CEA | 1 m / 0,2 m | 6 T | 0,49 MA | |||
T-10 (Tokamak-10) | Operativ | 1975- | Moskva | Kurchatov-institutet | 1,50 m / 0,37 m | 4 T | 0,8 MA | Största tokamak av sin tid | ||
PLT (Princeton Large Torus) | Stänga av | 1975–1986 | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 1,32 m / 0,4 m | 4 T | 0,7 MA | Först att uppnå 1 MA plasmaström | ||
Mikrotor | Stänga av | ? | 1976–1983? | Los Angeles | UCLA | 0,3 m / 0,1 m | 2,5 T | 0,12 MA | Plasmaföroreningskontroll och diagnostisk utveckling | |
Makrotor | Stänga av | ? | 1970-80-talen | Los Angeles | UCLA | 0,9 m / 0,4 m | 0,4 T | 0,1 MA | Förstå plasmarotation som drivs av radiell ström | |
ISX-B | Stänga av | ? | 1978–? | Oak Ridge | Oak Ridge National Laboratory | 0,93 m / 0,27 m | 1,8 T | 0,2 MA | Supraledande spolar, försök med högbetadrift | |
T-7 (Tokamak-7) | Återvunnet → HT-7 | ? | 1979–1985 | Moskva | Kurchatov-institutet | 1,2 m / 0,31 m | 3 T | 0,3 MA | Första tokamak med supraledande toroidformade fältspolar | |
ASDEX (Axially Symmetric Divertor Experiment) | Återvunnet → HL-2A | 1973–1980 | 1980–1990 | Garching | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik | 1,65 m / 0,4 m | 2,8 T | 0,5 MA | Upptäckten av H-läget 1982 | |
TEXTOR ( Tokamak Experiment for Technology Oriented Research ) | Stänga av | 1976–1980 | 1981–2013 | Jülich | Forschungszentrum Jülich | 1,75 m / 0,47 m | 2,8 T | 0,8 MA | Studera plasma-vägg interaktioner | |
TFTR (Tokamak Fusion Test Reactor) | Stänga av | 1980–1982 | 1982–1997 | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 2,4 m / 0,8 m | 6 T | 3 MA | Försökte vetenskapligt break-even, nådde rekord fusionseffekt på 10,7 MW och temperatur på 510 MK | |
JET (Joint European Torus) | Operativ | 1978–1983 | 1983- | Culham | Culham Center for Fusion Energy | 2,96 m / 0,96 m | 4 T | 7 MA | Rekord för fusionsutgångseffekt 16,1 MW | |
Novillo | Stänga av | NOVA-II | 1983–2004 | Mexico City | Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares | 0,23 m / 0,06 m | 1 T | 0,01 MA | Studera plasma-vägg interaktioner | |
JT-60 (Japan Torus-60) | Återvunnen → JT-60SA | 1985–2010 | Naka | Japan Atomic Energy Research Institute | 3,4 m / 1,0 m | 4 T | 3 MA | Högbeta steady-state drift, högsta fusion trippelprodukt | ||
CCT (Continuous Current Tokamak) | Stänga av | ? | 1986–199? | Los Angeles | UCLA | 1,5 m / 0,4 m | 0,2 T | 0,05 MA | H-mode studier | |
DIII-D | Operativ | 1986 | 1986- | San Diego | General Atomics | 1,67 m / 0,67 m | 2,2 T | 3 MA | Tokamak optimering | |
STOR-M (Saskatchewan Torus-modifierad) | Operativ | 1987- | Saskatoon | Plasma Physics Laboratory (Saskatchewan) | 0,46 m / 0,125 m | 1 T | 0,06 MA | Studera plasmauppvärmning och onormal transport | ||
T-15 | Återvunnet → T-15MD | 1983–1988 | 1988–1995 | Moskva | Kurchatov-institutet | 2,43 m / 0,7 m | 3,6 T | 1 MA | Första supraledande tokamak | |
Tore supra | Återvunnet → WEST | 1988–2011 | Cadarache | Departement de Recherches sur la Fusion Contrôlée | 2,25 m / 0,7 m | 4,5 T | 2 MA | Stor supraledande tokamak med aktiv kylning | ||
ADITYA (tokamak) | Operativ | 1989- | Gandhinagar | Institutet för plasmaforskning | 0,75 m / 0,25 m | 1,2 T | 0,25 MA | |||
KOMPASS (KOMPAKT MONTERING) | Operativ | 1980- | 1989- | Prag | Institutet för plasmafysik AS CR | 0,56 m / 0,23 m | 2,1 T | 0,32 MA | ||
FTU ( Frascati Tokamak Upgrade ) | Operativ | 1990- | Frascati | ENEA | 0,935 m / 0,35 m | 8 T | 1,6 MA | |||
START (Small Tight Aspect Ratio Tokamak) | Återvunnet → Proto-Sphera | 1990–1998 | Culham | Culham Center for Fusion Energy | 0,3 m /? | 0,5 T | 0,31 MA | Första sfäriska Tokamak i full storlek | ||
ASDEX-uppgradering (axiellt symmetrisk avledningsexperiment) | Operativ | 1991- | Garching | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik | 1,65 m / 0,5 m | 2,6 T | 1,4 MA | |||
Alcator C-Mod (Alto Campo Toro) | Operativt (finansierat av Fusion Startups) | 1986- | 1991–2016 | Cambridge | Massachusetts Institute of Technology | 0,68 m / 0,22 m | 8 T | 2 MA | Registrera plasmatryck 2,05 bar | |
ISTOK (Instituto Superior Técnico TOKamak) | Operativ | 1992- | Lissabon | Instituto de Plasmas och Fusão Nuclear | 0,46 m / 0,085 m | 2,8 T | 0,01 MA | |||
TCV ( Tokamak à Configuration Variable ) | Operativ | 1992- | Lausanne | École Polytechnique Fédérale de Lausanne | 0,88 m / 0,25 m | 1,43 T | 1,2 MA | Instängningsstudier | ||
HBT-EP (High Beta Tokamak-Extended Pulse) | Operativ | 1993- | New York City | Columbia University Plasma Physics Laboratory | 0,92 m / 0,15 m | 0,35 T | 0,03 MA | Hög-beta tokamak | ||
HT-7 (Hefei Tokamak-7) | Stänga av | 1991–1994 | 1995–2013 | Hefei | Hefei Institutes of Physical Science | 1,22 m / 0,27 m | 2 T | 0,2 MA | Kinas första supraledande tokamak | |
Pegasus Toroidal Experiment | Operativ | ? | 1996- | Madison | University of Wisconsin–Madison | 0,45 m / 0,4 m | 0,18 T | 0,3 MA | Extremt lågt bildförhållande | |
NSTX (National Spherical Torus Experiment) | Operativ | 1999- | Plainsboro Township | Princeton Plasma Physics Laboratory | 0,85 m / 0,68 m | 0,3 T | 2 MA | Studera det sfäriska tokamakkonceptet | ||
Globus-M (UNU Globus-M) | Operativ | 1999- | Sankt Petersburg | Ioffe Institutet | 0,36 m / 0,24 m | 0,4 T | 0,3 MA | Studera det sfäriska tokamakkonceptet | ||
ET (Elektrisk Tokamak) | Återvunnet → ETPD | 1998 | 1999–2006 | Los Angeles | UCLA | 5 m / 1 m | 0,25 T | 0,045 MA | Största tokamak av sin tid | |
TCABR ( Tokamak Chauffage Alfvén Brésilien ) | Operativ | 1980–1999 | 1999– | Sao Paulo | Universitetet i Sao Paulo | 0,615 m / 0,18 m | 1,1 T | 0,10 MA | Viktigaste tokamak på södra halvklotet | |
CDX-U (Current Drive Experiment-Upgrade) | Återvunnet → LTX | 2000–2005 | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 0,3 m /? | 0,23 T | 0,03 MA | Studera litium i plasmaväggar | ||
MAST (Mega-Ampere Sfärisk Tokamak) | Återvunnet → MAST-Uppgradering | 1997–1999 | 2000–2013 | Culham | Culham Center for Fusion Energy | 0,85 m / 0,65 m | 0,55 T | 1,35 MA | Undersök sfärisk tokamak för fusion | |
HL-2A (Huan-Liuqi-2A) | Operativ | 2000–2002 | 2002–2018 | Chengdu | Southwestern Institute of Physics | 1,65 m / 0,4 m | 2,7 T | 0,43 MA | H-mode fysik, ELM-reducering | [1] |
SST-1 (Steady State Superconducting Tokamak) | Operativ | 2001- | 2005- | Gandhinagar | Institutet för plasmaforskning | 1,1 m / 0,2 m | 3 T | 0,22 MA | Producera en 1000 s långsträckt dubbelnoll-avledareplasma | |
EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) | Operativ | 2000–2005 | 2006- | Hefei | Hefei Institutes of Physical Science | 1,85 m / 0,43 m | 3,5 T | 0,5 MA | Överhettad plasma i över 101 s vid 120 M°C och 20 s vid 160 M°C | |
J-TEXT (Joint TEXT) | Operativ | TEXT (Texas Experimental Tokamak) | 2007- | Wuhan | Huazhong University of Science and Technology | 1,05 m / 0,26 m | 2,0 T | 0,2 MA | Utveckla plasmakontroll | [2] |
KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) | Operativ | 1998–2007 | 2008- | Daejeon | National Fusion Research Institute | 1,8 m / 0,5 m | 3,5 T | 2 MA | Tokamak med helt supraledande magneter, 20 s lång drift vid 100 MK | |
LTX (Lithium Tokamak Experiment) | Operativ | 2005–2008 | 2008- | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 0,4 m /? | 0,4 T | 0,4 MA | Studera litium i plasmaväggar | |
QUEST (Q-shu University Experiment with Steady-State Spherical Tokamak) | Operativ | 2008- | Kasuga | Kyushu universitet | 0,68 m / 0,4 m | 0,25 T | 0,02 MA | Studera driften av en sfärisk tokamak i stationär tillstånd | ||
Kazakstan Tokamak för materialtestning (KTM) | Operativ | 2000–2010 | 2010- | Kurchatov | Republiken Kazakstans nationella kärnkraftscentrum | 0,86 m / 0,43 m | 1 T | 0,75 MA | Provning av vägg och avledare | |
ST25-HTS | Operativ | 2012–2015 | 2015- | Culham | Tokamak Energy Ltd | 0,25 m / 0,125 m | 0,1 T | 0,02 MA | Steady state plasma | |
WEST (Tungsten Environment in Steady-state Tokamak) | Operativ | 2013–2016 | 2016- | Cadarache | Departement de Recherches sur la Fusion Contrôlée | 2,5 m / 0,5 m | 3,7 T | 1 MA | Supraledande tokamak med aktiv kylning | |
ST40 | Operativ | 2017–2018 | 2018- | Didcot | Tokamak Energy Ltd | 0,4 m / 0,3 m | 3 T | 2 MA | Första högfältssfäriska tokamak | |
MAST-U (Mega-Ampere Spherical Tokamak Upgrade) | Operativ | 2013–2019 | 2020- | Culham | Culham Center for Fusion Energy | 0,85 m / 0,65 m | 0,92 T | 2 MA | Testa nya avgaskoncept för en sfärisk tokamak | |
HL-2M (Huan-Liuqi-2M) | Operativ | 2018–2019 | 2020- | Leshan | Southwestern Institute of Physics | 1,78 m / 0,65 m | 2,2 T | 1,2 MA | Förlängd plasma med 200 MK | |
JT-60SA (Japan Torus-60 super, avancerad) | Operativ | 2013–2020 | 2021– | Naka | Japan Atomic Energy Research Institute | 2,96 m / 1,18 m | 2,25 T | 5,5 MA | Optimera plasmakonfigurationer för ITER och DEMO med full icke-induktiv stationär drift | |
T-15MD | Operativ | 2010–2020 | 2021- | Moskva | Kurchatov-institutet | 1,48 m / 0,67 m | 2 T | 2 MA | Hybrid fusion/fission reaktor | |
ITER | Under konstruktion | 2013–2025? | 2025? | Cadarache | ITER-rådet | 6,2 m / 2,0 m | 5,3 T | 15 MA ? | Demonstrera genomförbarheten av fusion i kraftverksskala med 500 MW fusionseffekt | |
DTT (Divertor Tokamak testanläggning) | Planerad | 2022–2025? | 2025? | Frascati | ENEA | 2,14 m / 0,70 m | 6 T ? | 5,5 MA ? | Supraledande tokamak för att studera kraftavgaser | [3] |
SPARC | Planerad | 2021– | 2025 | Devens, MA | Commonwealth Fusion Systems och MIT Plasma Science and Fusion Center | 1,85 m / 0,57 m | 12,2 T | 8,7 MA | Kompakt, högfältstokamak med ReBCO- spolar och 100 MW planerad fusionskraft | |
TÄNDARE | Planerad | ? | >2024 | Troitzk | ENEA | 1,32 m / 0,47 m | 13 T | 11 MA ? | Kompakt fusionsreaktor med självförsörjande plasma och 100 MW planerad fusionskraft | |
SST-2 (Steady State Tokamak-2) | Planerad | 2027? | Gujarat | Institutet för plasmaforskning | 4,42 m / 1,47 m | 5,42 T | 11.2 MA | Fullfjädrad fusionsreaktor med tritiumuppfödning och upp till 500 MW effekt | ||
CFETR (Kina Fusion Engineering Test Reactor) | Planerad | 2020? | 2030? | Institutet för plasmafysik, kinesiska vetenskapsakademin | 7,2 m / 2,2 m ? | 6,5 T ? | 14 MA ? | Överbrygga gap mellan ITER och DEMO, planerad fusionseffekt 1000 MW | [4] | |
ST-F1 (Sfärisk Tokamak - Fusion 1) | Planerad | 2027? | Didcot | Tokamak Energy Ltd | 1,4 m / 0,8 m ? | 4 T | 5 MA | Sfärisk tokamak med Q=3 och hundratals MW planerad elektrisk effekt | ||
STEG ( Sfärisk Tokamak för energiproduktion ) | Planerad | 2032? | 2040? | Gainsborough | Culham Center for Fusion Energy | 3 m / 2 m ? | ? | 16,5 MA ? | Sfärisk tokamak med hundratals MW planerad elektrisk effekt | |
K-DEMO (koreansk fusion demonstration tokamak reaktor) | Planerad | 2037? | National Fusion Research Institute | 6,8 m / 2,1 m | 7 T | 12 MA ? | Prototyp för utveckling av kommersiella fusionsreaktorer med cirka 2200 MW fusionseffekt | |||
DEMO (DEMOnstration Power Station) | Planerad | 2031? | 2044? | ? | 9 m / 3 m ? | 6 T ? | 20 MA ? | Prototyp för en kommersiell fusionsreaktor |
Stellarator
Enhetsnamn | Status | Konstruktion | Drift | Typ | Plats | Organisation | Stor/mindre radie | B-fält | Syfte | Bild |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Modell A | Stänga av | 1952–1953 | 1953–? | Figur 8 | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 0,3 m / 0,02 m | 0,1 T | Första stellaratorn | [5] |
Modell B | Stänga av | 1953–1954 | 1954–1959 | Figur 8 | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 0,3 m / 0,02 m | 5 T | Utveckling av plasmadiagnostik | |
Modell B-1 | Stänga av | ?-1959 | Figur 8 | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 0,25 m / 0,02 m | 5 T | Gav 1 MK plasmatemperaturer | ||
Modell B-2 | Stänga av | 1957 | Figur 8 | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 0,3 m / 0,02 m | 5 T | Elektrontemperaturer upp till 10 MK | [6] | |
Modell B-3 | Stänga av | 1957 | 1958- | Figur 8 | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 0,4 m / 0,02 m | 4 T | Sista figur-8-enhet, instängningsstudier av ohmiskt uppvärmd plasma | |
Modell B-64 | Stänga av | 1955 | 1955 | Fyrkant | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | ? m/ 0,05 m | 1,8 T | ||
Modell B-65 | Stänga av | 1957 | 1957 | Racerbana | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | [7] | |||
Modell B-66 | Stänga av | 1958 | 1958–? | Racerbana | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | ||||
Wendelstein 1-A | Stänga av | 1960 | Racerbana | Garching | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik | 0,35 m / 0,02 m | 2 T | ℓ=3 | ||
Wendelstein 1-B | Stänga av | 1960 | Racerbana | Garching | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik | 0,35 m / 0,02 m | 2 T | ℓ=2 | ||
Modell C | Återvunnet → ST | 1957–1962 | 1962–1969 | Racerbana | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 1,9 m / 0,07 m | 3,5 T | Hittade stora plasmaförluster genom Bohm-diffusion | |
L-1 | Stänga av | 1963 | 1963–1971 | Lebedev | Lebedev fysiska institutet | 0,6 m / 0,05 m | 1 T | |||
SIRIUS | Stänga av | 1964–? | Racerbana | Charkiv | ||||||
TOR-1 | Stänga av | 1967 | 1967–1973 | Lebedev | Lebedev fysiska institutet | 0,6 m / 0,05 m | 1 T | |||
TOR-2 | Stänga av | ? | 1967–1973 | Lebedev | Lebedev fysiska institutet | 0,63 m / 0,036 m | 2,5 T | |||
Uragan-1 | Stänga av | ? | 1967–? | Racerbana | Charkiv | National Science Center, Kharkiv Institute of Physics and Technology (NSC KIPT) | 1,1 m / 0,1 m | 1 T | ? | |
Wendelstein 2-A | Stänga av | 1965–1968 | 1968–1974 | Heliotron | Garching | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik | 0,5 m / 0,05 m | 0,6 T | Bra plasmainneslutning "München-mysteriet" | |
Wendelstein 2-B | Stänga av | ?-1970 | 1971–? | Heliotron | Garching | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik | 0,5 m / 0,055 m | 1,25 T | Demonstrerade liknande prestanda som tokamaks | |
L-2 | Stänga av | ? | 1975–? | Lebedev | Lebedev fysiska institutet | 1 m / 0,11 m | 2,0 T | |||
WEGA (Wendelstein Experiment in Greifswald für die Ausbildung) | Återvunnet → HIDRA | 1972–1975 | 1975–2013 | Klassisk stellarator | Greifswald | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik | 0,72 m / 0,15 m | 1,4 T | Testa lägre hybridvärme | |
Wendelstein 7-A | Stänga av | ? | 1975–1985 | Klassisk stellarator | Garching | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik | 2 m / 0,1 m | 3,5 T | Första "rena" stellaratorn utan plasmaström | |
Heliotron-E | Stänga av | ? | 1980–? | Heliotron | 2,2 m / 0,2 m | 1,9 T | ||||
Heliotron-DR | Stänga av | ? | 1981–? | Heliotron | 0,9 m / 0,07 m | 0,6 T | ||||
Uragan-3 (M | )Operativ | ? | 1982–? | Torsatron | Charkiv | National Science Center, Kharkiv Institute of Physics and Technology (NSC KIPT) | 1,0 m / 0,12 m | 1,3 T | ? | |
Auburn Torsatron (AT) | Stänga av | ? | 1984–1990 | Torsatron | kastanjebrunt | Auburn University | 0,58 m / 0,14 m | 0,2 T | ||
Wendelstein 7-AS | Stänga av | 1982–1988 | 1988–2002 | Modulär, avancerad stellarator | Garching | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik | 2 m / 0,13 m | 2,6 T | Första H-läget i en stellarator 1992 | |
Advanced Toroidal Facility (ATF) | Stänga av | 1984–1988 | 1988–? | Torsatron | Oak Ridge | Oak Ridge National Laboratory | 2,1 m / 0,27 m | 2,0 T | Högbeta-operation | |
Compact Helical System (CHS) | Stänga av | ? | 1989–? | Heliotron | Toki | National Institute for Fusion Science | 1 m / 0,2 m | 1,5 T | ||
Kompakt Auburn Torsatron (CAT) | Stänga av | ?-1990 | 1990–2000 | Torsatron | kastanjebrunt | Auburn University | 0,53 m / 0,11 m | 0,1 T | Studera magnetiska flödesytor | |
H-1 (Heliac-1) | Operativ | 1992- | Heliac | canberra | Research School of Physical Sciences and Engineering , Australian National University | 1,0 m / 0,19 m | 0,5 T | |||
TJ-K (Tokamak de la Junta Kiel) | Operativ | TJ-IU | 1994- | Torsatron | Kiel, Stuttgart | Universitetet i Stuttgart | 0,60 m / 0,10 m | 0,5 T | Undervisning | |
TJ-II (Tokamak de la Junta II) | Operativ | 1991-1996 | 1997- | flexibel Heliac | Madrid | National Fusion Laboratory, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas | 1,5 m / 0,28 m | 1,2 T | Studera plasma i flexibel konfiguration | |
LHD (Large Helical Device) | Operativ | 1990–1998 | 1998- | Heliotron | Toki | National Institute for Fusion Science | 3,5 m / 0,6 m | 3 T | Bestäm genomförbarheten av en stellaratorfusionsreaktor | |
HSX (helically symmetric experiment) | Operativ | 1999- | Modulär, kvasi-heliskt symmetrisk | Madison | University of Wisconsin–Madison | 1,2 m / 0,15 m | 1 T | Undersök plasmatransport | ||
Heliotron J (Heliotron J) | Operativ | 2000- | Heliotron | Kyoto | Institutet för avancerad energi | 1,2 m / 0,1 m | 1,5 T | Studera heliotronkonfigurationen med spiralaxel | ||
Columbia icke-neutral Torus (CNT) | Operativ | ? | 2004- | Cirkulära förreglade spolar | New York City | Columbia University | 0,3 m / 0,1 m | 0,2 T | Studie av icke-neutrala plasma | |
Uragan-2( M ) | Operativ | 1988–2006 | 2006- | Heliotron, Torsatron | Charkiv | National Science Center, Kharkiv Institute of Physics and Technology (NSC KIPT) | 1,7 m / 0,24 m | 2,4 T | ? | |
Kvasipoloidal stellarator (QPS) | Inställt | 2001–2007 | - | Modul | Oak Ridge | Oak Ridge National Laboratory | 0,9 m / 0,33 m | 1,0 T | Stellaratorforskning | |
NCSX (National Compact Stellarator Experiment) | Inställt | 2004–2008 | - | Helias | Princeton | Princeton Plasma Physics Laboratory | 1,4 m / 0,32 m | 1,7 T | Hög-β stabilitet | |
Compact Toroidal Hybrid (CTH) | Operativ | ? | 2007?- | Torsatron | kastanjebrunt | Auburn University | 0,75 m / 0,2 m | 0,7 T | Hybrid stellarator/tokamak | |
HIDRA (Hybrid Illinois Device for Research and Applications) | Operativ | 2013–2014 (WEGA) | 2014- | ? | Urbana , IL | University of Illinois | 0,72 m / 0,19 m | 0,5 T | Stellarator och tokamak i en enhet | |
UST_2 | Operativ | 2013 | 2014- | modulär tre period kvasi-isodynamisk | Madrid | Karl III universitetet i Madrid | 0,29 m / 0,04 m | 0,089 T | 3D-printad stellarator | |
Wendelstein 7-X | Operativ | 1996–2022 | 2015- | Helias | Greifswald | Max-Planck-Institut für Plasmaphysik | 5,5 m / 0,53 m | 3 T | Steady-state plasma i helt optimerad stellarator | |
SCR-1 (Stellarator of Costa Rica) | Operativ | 2011–2015 | 2016- | Modul | Cartago | Costa Rica Institute of Technology | 0,14 m / 0,042 m | 0,044 T | ||
CFQS (Chinese First Quasi-Axisymmetric Stellarator) | Under konstruktion | 2017 – | Helias | Chengdu | Southwest Jiaotong University, National Institute for Fusion Science i Japan | 1 m / 0,25 m | 1 T | m=2 kvasi-axisymmetrisk stellarator, modulär |
Magnetisk spegel
- Bordsskiva/leksaksskiva, Lawrence Livermore National Laboratory , Livermore CA.
- DCX/DCX-2, Oak Ridge National Laboratory
- ORGA, Akademgorodok, Ryssland.
- Baseball I/Baseball II Lawrence Livermore National Laboratory , Livermore CA.
- 2X/2XIII/2XIII-B, Lawrence Livermore National Laboratory , Livermore CA.
- TMX, TMX-U Lawrence Livermore National Laboratory , Livermore CA.
- MFTF Lawrence Livermore National Laboratory , Livermore CA.
- Gas Dynamic Trap vid Budker Institute of Nuclear Physics , Akademgorodok, Ryssland.
Toroidformad Z-nypa
- Perhapsatron (1953, USA)
- ZETA (Zero Energy Thermonuclear Assembly) (1957, Storbritannien)
Reversed field pinch (RFP)
- ETA-BETA II i Padua, Italien (1979–1989)
- RFX (Reversed-Field eXperiment), Consorzio RFX, Padova, Italien
- MST (Madison Symmetric Torus), University of Wisconsin–Madison , USA
- T2R, Kungliga Tekniska Högskolan , Stockholm, Sverige
- TPE-RX, AIST , Tsukuba, Japan
- KTX (Keda Torus eXperiment) i Kina (sedan 2015)
Spheromak
Fält-omvänd konfiguration (FRC)
- C-2 Tri Alpha Energy
- C-2U Tri Alpha Energy
- C-2W TAE Technologies
- LSX University of Washington
- IPA University of Washington
- HF University of Washington
- IPA-HF University of Washington
Öppna fältlinjer
Plasma nypa
- Trisops – 2 vända pinch guns
- FF-2B, Lawrenceville Plasma Physics , USA
Leviterad dipol
- Levitated Dipole Experiment (LDX), MIT/ Columbia University , USA
Tröghetsinneslutning
Laserdriven
Enhetsnamn | Status | Konstruktion | Drift | Beskrivning | Maximal lasereffekt | Pulsenergi | Fusionsutbyte | Plats | Organisation | Bild |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
4 pi laser | Stänga av | 196? | Halvledarlaser | 5 GW | 12 J | Livermore | LLNL | [8] | ||
Lång väg laser | Stänga av | 1972 | 1972 | Första ICF-laser med neodymdopat glas (Nd:glas) som lasermedium | 5 GW | 50 J | Livermore | LLNL | [9] | |
Enkelstrålesystem (SBS) "67" | Stänga av | 1971-1973 | 1973 | Enstråle CO 2 -laser | 200 GW | 1 kJ | Los Alamos | LANL | ||
Double Bounce Illumination System (DBIS) | Stänga av | 1972-1974 | 1974-1990 | Första privata laserfusionssatsning, YAG-laser, neutronutbyte 10 4 till 3 × 10 5 neutroner | 1 kJ | ≈ 100 nJ | Ann Arbor, Michigan | KMS Fusion | ||
MERLIN (Medium Energy Rod Laser Incorporating Neodymium), N78 laser | Stänga av | 1972-1975 | 1975-? | Nd:glaslaser | 100 GW | 40 J | RAF Aldermaston | VÖRDNAD | ||
Cyclops laser | Stänga av | 1975 | 1975 | Enkelstråle Nd:glaslaser, prototyp för Shiva | 1 TW | 270 J | Livermore | LLNL | ||
Janus laser | Stänga av | 1974-1975 | 1975 | Tvåstråle Nd:glaslaser demonstrerade laserkompression och termonukleär förbränning av deuterium-tritium | 1 TW | 10 J | Livermore | LLNL | ||
Gemini laser, Dual-Beam Module (DBM) | Stänga av | ≤ 1975 | 1976 | Tvåstråle CO 2 -laser , tester för Helios | 5 TW | 2,5 kJ | Los Alamos | LANL | ||
Argus laser | Stänga av | 1976 | 1976-1981 | Tvåstråle Nd:glaslaser, avancerade studiet av laser-målinteraktion och banade väg för Shiva | 4 TW | 2 kJ | ≈ 3 mJ | Livermore | LLNL | |
Vulcan laser (Versicolor Ultima Lux Coherens pro Academica Nostra) | Operativ | 1976-1977 | 1977- | 8-stråle Nd:glaslaser, fokuserad laser med högsta intensitet i världen 2005 | 1 PW | 2,6 kJ | Didcot | RAL | ||
Shiva laser | Stänga av | 1977 | 1977-1981 | 20-stråle Nd:glaslaser; proof-of-concept för Nova; fusionsutbyte av 1011 neutroner ; fann att dess infraröda våglängd på 1062 nm var för lång för att uppnå antändning | 30 TW | 10,2 kJ | ≈ 0,1 J | Livermore | LLNL | |
Helios laser, Eight-Beam System (EBS) | Stänga av | 1975-1978 | 1978 | 8-stråle CO2 - laser ; Media på Wikimedia Commons | 20 TW | 10 kJ | Los Alamos | LANL | ||
HELEN (High Energy Laser Embodying Neodymium) | Stänga av | 1976-1979 | 1979-2009 | Tvåstråle Nd:glaslaser | 1 TW | 200 J | Didcot | RAL | ||
ISKRA-4 | Operativ | -1979 | 1979- | 8-stråle jodgaslaser, prototyp för ISKRA-5 | 10 TW | 2 kJ | 6 mJ | Sarov | RFNC-VNIIEF | |
Sprite laser | Stänga av | 1981-1983 | 1983-1995 | Första högeffekts kryptonfluoridlaser som används för målbestrålning, λ= 249 nm | 1 TW | 7,5 J | Didcot | RAL | ||
Gekko XII | Operativ | 1983- | 12-stråle, Nd:glaslaser | 500 TW | 10 kJ | Osaka | Institutet för laserteknik | |||
Novette laser | Stänga av | 1981-1983 | 1983-1984 | Nd:glaslaser för att validera Novas design, första röntgenlaser | 13 TW | 18 kJ | Livermore | LLNL | ||
Antares laser, High Energy Gas Laser Facility (HEGLF) | Stänga av | 1983 | 24-strålars största CO 2 -laser som någonsin byggts. Missade målet med vetenskaplig fusions breakeven, eftersom produktion av heta elektroner i målplasma på grund av laserns långa våglängd på 10,6 μm resulterade i dålig laser/plasmaenergikoppling | 200 TW | 40 kJ | Los Alamos | LANL | |||
PHAROS laser | Operativ | 198? | Tvåstråle Nd:glaslaser | 300 GW | 1 kJ | Washington DC | NRL | |||
Nova laser | Stänga av | 1984-1999 | 10-stråle NIR och frekvenstrippel 351 nm UV-laser; fusionsutbyte av 1013 neutroner ; försökte tända, men misslyckades på grund av vätskeinstabilitet hos mål; ledde till byggandet av NIF | 1,3 PW | 120 kJ | 30 J | Livermore | LLNL | ||
ISKRA-5 | Operativ | -1989 | 12-stråle jodgaslaser, fusionsutbyte 10 10 till 10 11 neutroner | 100 TW | 30 kJ | 0,3 J | Sarov | RFNC-VNIIEF | ||
Aurora laser | Stänga av | ≤ 1988-1989 | 1990 | Kryptonfluoridlaser med 96 strålar | ≈ 300 GW | 1,3 kJ | Los Alamos | LANL | ||
PALS , tidigare "Asterix IV" | Operativ | -1991 | 1991- | Jodgaslaser , X = 1315 nm | 3 TW | 1 kJ |
Garching , Prag |
MPQ , CAS | ||
Trident laser | Operativ | 198?-1992 | 1992-2017 | 3-stråle Nd:glaslaser; 2 x 400 J strålar, 100 ps – 1 us; 1 stråle ~100 J, 600 fs – 2 ns | 200 TW | 500 J | Los Alamos | LANL | ||
Nike laser | Operativ | ≤ 1991-1994 | 1994- | 56-strålar, mest kapabla Kryptonfluoridlaser för lasermålinteraktioner | 2.6 TW | 3 kJ | Washington, DC | NRL | ||
OMEGA laser | Stänga av | ?-1995 | 1995- | 60-strålar UV-frekvens-tredubblad Nd:glaslaser, fusionsutbyte 10 14 neutroner | 60 TW | 40 kJ | 300 J | Rochester | LLE | |
Electra | Operativ | Kryptonfluoridlaser , 5 Hz drift med 90 000+ bilder kontinuerligt | 4 GW | 730 J | Washington DC | NRL | ||||
LULI2000 | Operativ | ? | 2003- | 6-stråle Nd:glaslaser, λ= 1,06 μm , λ= 0,53 μm , λ= 0,26 μm | 500 GW | 600 J | Palaiseau | École polytechnique | ||
OMEGA EP | Operativ | 2008- | 60-strålar UV | 1,4 PW | 5 kJ | Rochester | LLE | |||
National Ignition Facility (NIF) | Operativ | 1997-2009 | 2010- | 192-stråle Nd:glaslaser, uppnådde vetenskaplig breakeven med fusionsförstärkning på 1,5 och 1,2 × 10 18 neutroner | 500 TW | 2,05 MJ | 3,15 MJ | Livermore | LLNL | |
Orion | Operativ | 2006-2010 | 2010- | 10 strålar, X = 351 nm | 200 TW | 5 kJ | RAF Aldermaston | VÖRDNAD | ||
Laser Mégajoule (LMJ) | Operativ | 1999-2014 | 2014- | Näst största laserfusionsanläggning, 10 av 22 strållinjer i drift 2022 | 800 TW | 1 MJ | Bordeaux | CEA | [10] | |
Laser för snabbtändningsexperiment (LFEX) | Operativ | 2003-2015 | 2015- | Uppvärmningslaser med hög kontrast för FIREX, λ= 1053 nm | 2 PW | 10 kJ | 100 μJ | Osaka | Institutet för laserteknik | |
HiPER (High Power Laser Energy Research Facility) | Inställt | 2007-2015 | - | Paneuropeiskt projekt för att demonstrera den tekniska och ekonomiska bärkraften av laserfusion för produktion av energi | ( 4 PW ) | ( 270 kJ ) | ( 25 MJ ) | |||
Laser Inertial Fusion Energy (LIFE) | Inställt | 2008-2013 | - | Ansträngning för att utveckla ett fusionskraftverk som efterträder NIF | ( 2,2 MJ ) | ( 40 MJ ) | Livermore | LLNL | ||
ISKRA-6 | Planerad | ? | ? | 128 strålar Nd:glaslaser | 300 TW ? | 300 kJ ? | Sarov | RFNC-VNIIEF |
Z-nypa
- Z Pulskraftsanläggning
- ZEBRA-enhet vid University of Nevadas Nevada Terawatt-anläggning
- Saturnusaccelerator vid Sandia National Laboratory
- MAGPIE vid Imperial College London
- COBRA vid Cornell University
- PULSOTRON
Tröghetselektrostatisk inneslutning
Magnetiserad målfusion
- FRX-L
- FRCHX
- General Fusion – under utveckling
- LINUS -projektet