Sot, shumë vende po marrin pjesë në kërkimin termonuklear. Liderët janë Bashkimi Evropian, SHBA, Rusia dhe Japonia, ndërsa programet e Kinës, Brazilit, Kanadasë dhe Koresë po rriten me shpejtësi. Fillimisht, reaktorët e shkrirjes në Shtetet e Bashkuara dhe BRSS u shoqëruan me zhvillimin e armëve bërthamore dhe mbetën të klasifikuar deri në konferencën Atomet për Paqe të mbajtur në Gjenevë në 1958. Pas krijimit të tokamakut sovjetik, kërkimi i shkrirjes bërthamore në vitet 1970 u bë një "shkencë e madhe". Por kostoja dhe kompleksiteti i pajisjeve u rrit deri në pikën ku bashkëpunimi ndërkombëtar ishte e vetmja rrugë përpara.
Reaktorët e shkrirjes në botë
Që nga vitet 1970, përdorimi komercial i energjisë së shkrirjes është shtyrë vazhdimisht me 40 vjet. Megjithatë, shumë ka ndodhur vitet e fundit që mund ta shkurtojnë këtë periudhë.
Janë ndërtuar disa tokamak, duke përfshirë JET Evropian, MAST britanik dhe reaktorin eksperimental të shkrirjes TFTR në Princeton, SHBA. Projekti ndërkombëtar ITER është aktualisht në ndërtim e sipër në Cadarache, Francë. Do të bëhet më i madhitokamak kur të fillojë të funksionojë në vitin 2020. Në vitin 2030, CFETR do të ndërtohet në Kinë, i cili do të kalojë ITER. Ndërkohë, PRC po kryen kërkime mbi tokamakin eksperimental superpërçues LINDOR.
Reaktorët me shkrirje të një lloji tjetër - yjorë - janë gjithashtu të njohur nga studiuesit. Një nga më të mëdhenjtë, LHD, filloi punën në Institutin Kombëtar të Fusionit të Japonisë në 1998. Përdoret për të gjetur konfigurimin më të mirë të izolimit të plazmës magnetike. Instituti gjerman Max Planck kreu kërkime në reaktorin Wendelstein 7-AS në Garching midis 1988 dhe 2002, dhe aktualisht në Wendelstein 7-X, i cili ka qenë në ndërtim për më shumë se 19 vjet. Një tjetër yjor TJII është në veprim në Madrid, Spanjë. Në SHBA, Laboratori i Fizikës së Plazmës Princeton (PPPL), ku u ndërtua reaktori i parë i shkrirjes i këtij lloji në 1951, ndaloi ndërtimin e NCSX në 2008 për shkak të tejkalimeve të kostos dhe mungesës së financimit.
Përveç kësaj, është bërë përparim i rëndësishëm në kërkimin e shkrirjes termonukleare inerciale. Ndërtimi i Instalimit Kombëtar të Ndezjes (NIF) me vlerë 7 miliardë dollarë në Laboratorin Kombëtar të Livermore (LLNL), i financuar nga Administrata Kombëtare e Sigurisë Bërthamore, përfundoi në mars 2009. Laser Mégajoule Francez (LMJ) filloi funksionimin në tetor 2014. Reaktorët e shkrirjes përdorin rreth 2 milion xhaul energji drite të shpërndarë nga lazerët në disa miliarda të sekondës në një objektiv me madhësi disa milimetra për të filluar një reaksion të shkrirjes bërthamore. Detyra kryesore e NIF dhe LMJjanë studime për të mbështetur programet bërthamore ushtarake kombëtare.
ITER
Në vitin 1985, Bashkimi Sovjetik propozoi të ndërtohej tokamak i gjeneratës së ardhshme së bashku me Evropën, Japoninë dhe SHBA-në. Puna u krye nën kujdesin e IAEA. Ndërmjet viteve 1988 dhe 1990, projektet e para për Reaktorin Eksperimental Ndërkombëtar Termonuklear, ITER, që do të thotë gjithashtu "rrugë" ose "udhëtim" në latinisht, u krijuan për të provuar se shkrirja mund të prodhonte më shumë energji sesa mund të thithte. Kanadaja dhe Kazakistani gjithashtu morën pjesë me ndërmjetësimin e Euratom-it dhe Rusisë.
Pas 6 vitesh, Bordi ITER miratoi projektin e parë të reaktorit të integruar bazuar në fizikën dhe teknologjinë e vendosur, me vlerë 6 miliardë dollarë. Më pas SHBA u tërhoqën nga konsorciumi, gjë që i detyroi të përgjysmojnë kostot dhe të ndryshojnë projektin. Rezultati ishte ITER-FEAT, me kosto 3 miliardë dollarë, por duke lejuar përgjigje të vetë-qëndrueshme dhe bilanc pozitiv të fuqisë.
Në vitin 2003, SHBA iu bashkua përsëri konsorciumit dhe Kina shpalli dëshirën e saj për të marrë pjesë. Si rezultat, në mesin e vitit 2005, partnerët ranë dakord të ndërtonin ITER në Cadarache në Francën jugore. BE dhe Franca kontribuan gjysmën e 12.8 miliardë eurove, ndërsa Japonia, Kina, Koreja e Jugut, SHBA dhe Rusia kontribuan nga 10% secila. Japonia siguroi komponentë të teknologjisë së lartë, priti objektin IFMIF prej 1 miliardë eurosh për testimin e materialeve dhe kishte të drejtën të ndërtonte reaktorin tjetër të testimit. Kostoja totale e ITER përfshin gjysmën e kostos së një 10-vjeçarendërtimi dhe gjysma - për 20 vjet funksionim. India u bë anëtari i shtatë i ITER në fund të 2005
Eksperimentet duhet të fillojnë në 2018 duke përdorur hidrogjen për të shmangur aktivizimin e magnetit. Përdorimi i plazmës D-T nuk pritet përpara vitit 2026
Qëllimi i ITER është të gjenerojë 500 MW (të paktën për 400 s) duke përdorur më pak se 50 MW fuqi hyrëse pa gjeneruar energji elektrike.
Demo centrali energjetik 2 gigavat do të prodhojë prodhim energjie në shkallë të gjerë në mënyrë të vazhdueshme. Koncepti i dizajnit për Demo do të përfundojë deri në vitin 2017, ndërsa ndërtimi do të fillojë në 2024. Nisja do të bëhet në vitin 2033.
JET
Në vitin 1978, BE (Euratom, Suedi dhe Zvicër) filloi një projekt të përbashkët evropian JET në MB. JET është tokamak më i madh operativ në botë sot. Një reaktor i ngjashëm JT-60 funksionon në Institutin Kombëtar të Fusionit të Fusionit të Japonisë, por vetëm JET mund të përdorë lëndë djegëse deuterium-tritium.
Reaktori u lëshua në vitin 1983 dhe u bë eksperimenti i parë, i cili rezultoi në shkrirjen termonukleare të kontrolluar me një fuqi deri në 16 MW për një sekondë dhe 5 MW fuqi të qëndrueshme në plazmën deuterium-tritium në nëntor 1991. Shumë eksperimente janë kryer për të studiuar skema të ndryshme ngrohjeje dhe teknika të tjera.
Përmirësime të mëtejshme në JET janë për të rritur fuqinë e tij. Reaktori kompakt MAST po zhvillohet së bashku me JET dhe është pjesë e projektit ITER.
K-STAR
K-STAR është një tokamak superpërcjellës korean nga Instituti Kombëtar i Kërkimeve të Fusionit (NFRI) në Daejeon, i cili prodhoi plazmën e tij të parë në mesin e vitit 2008. Ky është një projekt pilot i ITER, i cili është rezultat i bashkëpunimit ndërkombëtar. Tokamak me rreze 1.8 m është reaktori i parë që përdor magnet Nb3Sn superpërcjellës, të njëjtët që janë planifikuar të përdoren në ITER. Gjatë fazës së parë, të përfunduar deri në vitin 2012, K-STAR duhej të provonte qëndrueshmërinë e teknologjive bazë dhe të arrinte impulse plazmatike me një kohëzgjatje deri në 20 s. Në fazën e dytë (2013–2017), ai po përmirësohet për të studiuar impulse të gjata deri në 300 s në modalitetin H dhe kalimin në modalitetin AT me performancë të lartë. Qëllimi i fazës së tretë (2018-2023) është arritja e performancës dhe efikasitetit të lartë në modalitetin e pulsit të vazhdueshëm. Në fazën e 4-të (2023-2025), do të testohen teknologjitë DEMO. Pajisja nuk është e aftë për tritium dhe nuk përdor karburant D-T.
K-DEMO
Zhvilluar në bashkëpunim me Laboratorin e Fizikës Plazma të Princeton të Departamentit të Energjisë së SHBA-së (PPPL) dhe NFRI të Koresë së Jugut, K-DEMO është vendosur të jetë hapi tjetër në zhvillimin e reaktorit tregtar pas ITER dhe do të jetë termocentrali i parë të aftë për të gjeneruar energji në rrjetin elektrik, përkatësisht 1 milion kW brenda disa javësh. Diametri i tij do të jetë 6.65 m dhe do të ketë një modul të zonës së riprodhimit që do të krijohet si pjesë e projektit DEMO. Ministria Koreane e Arsimit, Shkencës dhe Teknologjisëplanifikon të investojë rreth 1 trilion won (941 milionë dollarë) në të.
LINDJE
Tokamak Superpërcjellës i Avancuar Eksperimental Kinez (LINDJE) në Institutin Kinez të Fizikës në Hefei krijoi plazmën e hidrogjenit në 50 milionë °C dhe e mbajti atë për 102 sekonda.
TFTR
Në laboratorin amerikan PPPL, reaktori eksperimental termonuklear TFTR funksionoi nga viti 1982 deri në 1997. Në dhjetor 1993, TFTR u bë tokamak i parë magnetik që kreu eksperimente të gjera me plazmën e deuterium-tritiumit. Një vit më pas, reaktori prodhoi një rekord të atëhershëm 10.7 MW fuqi të kontrollueshme dhe në 1995, u arrit një rekord i temperaturës së gazit të jonizuar prej 510 milion °C. Megjithatë, objekti nuk e arriti qëllimin e energjisë së shkrirjes në nivele të ulëta, por përmbushi me sukses qëllimet e dizajnit të harduerit, duke dhënë një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e ITER.
LHD
LHD në Institutin Kombëtar të Fusionit të Fusionit të Japonisë në Toki, prefektura Gifu ishte yjorja më e madhe në botë. Reaktori i shkrirjes u lançua në vitin 1998 dhe ka demonstruar cilësi të izolimit të plazmës të krahasueshme me objektet e tjera të mëdha. U arrit një temperaturë jonesh prej 13,5 keV (rreth 160 milionë °C) dhe një energji prej 1,44 MJ.
Wendelstein 7-X
Pas një viti testimi që filloi në fund të 2015, temperatura e heliumit arriti për pak kohë në 1 milion °C. Në vitin 2016, një reaktor i shkrirjes me hidrogjenplazma, duke përdorur 2 MW fuqi, arriti një temperaturë prej 80 milion ° C brenda një çerek sekonde. W7-X është yjori më i madh në botë dhe është planifikuar të funksionojë vazhdimisht për 30 minuta. Kostoja e reaktorit arriti në 1 miliard €.
NIF
Instalimi National Ignition Facility (NIF) në Laboratorin Kombëtar të Livermore (LLNL) u përfundua në mars 2009. Duke përdorur 192 rrezet e tij lazer, NIF është në gjendje të përqendrojë 60 herë më shumë energji se çdo sistem i mëparshëm lazer.
Ftohtë shkrirje
Në mars 1989, dy studiues, amerikani Stanley Pons dhe britaniku Martin Fleischman, njoftuan se kishin nisur një reaktor të thjeshtë me shkrirje të ftohtë desktop që funksiononte në temperaturën e dhomës. Procesi konsistonte në elektrolizën e ujit të rëndë duke përdorur elektroda paladiumi, në të cilat bërthamat e deuteriumit ishin përqendruar me një densitet të lartë. Studiuesit pohojnë se u prodhua nxehtësi që mund të shpjegohej vetëm në terma të proceseve bërthamore, dhe kishte nënprodukte të shkrirjes duke përfshirë heliumin, tritiumin dhe neutronet. Megjithatë, eksperimentuesit e tjerë nuk arritën ta përsërisin këtë përvojë. Shumica e komunitetit shkencor nuk beson se reaktorët e shkrirjes së ftohtë janë realë.
Reaksionet bërthamore me energji të ulët
I nisur nga pretendimet për "bashkim të ftohtë", kërkimi ka vazhduar në fushën e reaksioneve bërthamore me energji të ulët, me një mbështetje empirike, pornuk është një shpjegim i pranuar përgjithësisht shkencor. Me sa duket, ndërveprimet e dobëta bërthamore përdoren për të krijuar dhe kapur neutrone (në vend të një force të fuqishme, si në ndarjen ose shkrirjen bërthamore). Eksperimentet përfshijnë depërtimin e hidrogjenit ose deuteriumit përmes një shtrati katalitik dhe reagimin me një metal. Studiuesit raportojnë një lëshim të vërejtur të energjisë. Shembulli kryesor praktik është ndërveprimi i hidrogjenit me pluhurin e nikelit me çlirimin e nxehtësisë, sasia e së cilës është më e madhe se çdo reaksion kimik.
