Այսօր շատ երկրներ մասնակցում են ջերմամիջուկային հետազոտություններին։ Առաջատարներն են Եվրամիությունը, ԱՄՆ-ը, Ռուսաստանը և Ճապոնիան, իսկ Չինաստանի, Բրազիլիայի, Կանադայի և Կորեայի ծրագրերը արագորեն աճում են։ Սկզբում ԱՄՆ-ի և ԽՍՀՄ-ի միաձուլման ռեակտորները կապված էին միջուկային զենքի ստեղծման հետ և մնացին դասակարգված մինչև 1958 թվականին Ժնևում տեղի ունեցած «Ատոմները հանուն խաղաղության» կոնֆերանսը: Խորհրդային տոկամակի ստեղծումից հետո 1970-ական թվականներին միջուկային միաձուլման հետազոտությունը դարձավ «մեծ գիտություն»։ Սակայն սարքերի արժեքն ու բարդությունն այնքան բարձրացան, որ միջազգային համագործակցությունը միակ ճանապարհն էր:
Ֆյուզիոն ռեակտորներ աշխարհում
1970-ականներից ի վեր, միաձուլման էներգիայի առևտրային օգտագործումը հետևողականորեն հետ է մղվել 40 տարով: Այնուամենայնիվ, վերջին տարիներին շատ բան է տեղի ունեցել, որը կարող է կրճատել այս ժամանակահատվածը:
Կառուցվել են մի քանի tokamak, այդ թվում՝ եվրոպական JET-ը, բրիտանական MAST-ը և փորձնական fusion ռեակտորը TFTR ԱՄՆ Փրինսթոն քաղաքում։ Միջազգային ITER նախագիծը ներկայումս կառուցվում է Ֆրանսիայի Կադարաշ քաղաքում: Այն կդառնա ամենամեծըtokamak-ը, երբ այն սկսի գործել 2020թ. 2030 թվականին Չինաստանում կկառուցվի CFETR-ը, որը կգերազանցի ITER-ին։ Միևնույն ժամանակ, ՉԺՀ-ն հետազոտություն է անցկացնում արևելյան փորձնական գերհաղորդիչ tokamak-ի վրա։
Մյուս տեսակի միաձուլման ռեակտորները՝ աստղագուշակները, նույնպես հայտնի են հետազոտողների շրջանում: Խոշորագույններից մեկը՝ LHD-ը, սկսեց աշխատել Ճապոնիայի Ազգային Ֆյուժն ինստիտուտում 1998 թվականին: Այն օգտագործվում է մագնիսական պլազմայի սահմանափակման լավագույն կոնֆիգուրացիան գտնելու համար: Գերմանական Մաքս Պլանկի ինստիտուտը 1988-ից 2002 թվականներին Գարչինգում իրականացրել է Wendelstein 7-AS ռեակտորի հետազոտություն, իսկ ներկայումս Wendelstein 7-X-ի վրա, որը կառուցվում է ավելի քան 19 տարի: Մեկ այլ TJII աստղային սարքավորում է գործում Իսպանիայի Մադրիդ քաղաքում: ԱՄՆ-ում Փրինսթոնի պլազմայի ֆիզիկայի լաբորատորիան (PPPL), որտեղ 1951 թվականին կառուցվել է այս տիպի առաջին միաձուլման ռեակտորը, դադարեցրեց NCSX-ի շինարարությունը 2008 թվականին՝ ծախսերի ավելացման և ֆինանսավորման բացակայության պատճառով::
Բացի այդ, զգալի առաջընթաց է գրանցվել իներցիոն ջերմամիջուկային միաձուլման հետազոտության մեջ։ Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայում (LLNL) 7 միլիարդ դոլար արժողությամբ Ազգային բոցավառման կայանքի (NIF) շինարարությունը, որը ֆինանսավորվում է Միջուկային անվտանգության ազգային վարչության կողմից, ավարտվել է 2009 թվականի մարտին: Ֆրանսիական Laser Mégajoule (LMJ) աշխատանքը սկսել է 2014 թվականի հոկտեմբերին: Միաձուլման ռեակտորներն օգտագործում են մոտ 2 միլիոն ջոուլ լուսային էներգիա, որը լազերների միջոցով փոխանցվում է վայրկյանի մի քանի միլիարդերորդականում դեպի մի քանի միլիմետր չափի թիրախ՝ միջուկային միաձուլման ռեակցիա սկսելու համար: NIF-ի և LMJ-ի հիմնական խնդիրըազգային ռազմական միջուկային ծրագրերին աջակցելու ուսումնասիրություններ են։
ITER
1985-ին Խորհրդային Միությունը առաջարկեց կառուցել հաջորդ սերնդի tokamak Եվրոպայի, Ճապոնիայի և ԱՄՆ-ի հետ միասին: Աշխատանքներն իրականացվել են ՄԱԳԱՏԷ-ի հովանու ներքո։ 1988-ից 1990 թվականներին Միջազգային ջերմամիջուկային փորձարարական ռեակտորի՝ ITER-ի առաջին նախագծերը ստեղծվեցին, որը նաև լատիներեն նշանակում է «ուղի» կամ «ճանապարհորդություն», ապացուցելու համար, որ միաձուլումը կարող է արտադրել ավելի շատ էներգիա, քան կլանել: Կանադան և Ղազախստանը նույնպես մասնակցեցին համապատասխանաբար Եվրատոմի և Ռուսաստանի միջնորդությամբ:
6 տարի անց ITER խորհուրդը հաստատեց առաջին ինտեգրված ռեակտորի նախագիծը, որը հիմնված է հաստատված ֆիզիկայի և տեխնոլոգիայի վրա՝ 6 միլիարդ դոլար արժողությամբ: Այնուհետև ԱՄՆ-ը դուրս եկավ կոնսորցիումից, ինչը ստիպեց նրանց կրկնակի կրճատել ծախսերը և փոխել նախագիծը։ Արդյունքը եղել է ITER-FEAT-ը, որն արժեցել է 3 միլիարդ դոլար, սակայն թույլ է տալիս ինքնապահպանվող արձագանքը և էներգիայի դրական հաշվեկշիռը:
2003 թվականին ԱՄՆ-ը կրկին միացավ կոնսորցիումին, և Չինաստանը հայտարարեց մասնակցելու իր ցանկության մասին: Արդյունքում, 2005 թվականի կեսերին գործընկերները պայմանավորվեցին կառուցել ITER-ը Ֆրանսիայի հարավում գտնվող Cadarache-ում: ԵՄ-ն և Ֆրանսիան ներդրել են 12,8 միլիարդ եվրոյի կեսը, իսկ Ճապոնիան, Չինաստանը, Հարավային Կորեան, ԱՄՆ-ն և Ռուսաստանը՝ 10-ական տոկոս: Ճապոնիան տրամադրեց բարձր տեխնոլոգիական բաղադրիչներ, հյուրընկալեց 1 միլիարդ եվրո արժողությամբ IFMIF հաստատությունը նյութերի փորձարկման համար և իրավունք ուներ կառուցել հաջորդ փորձնական ռեակտորը: ITER-ի ընդհանուր արժեքը ներառում է 10 տարվա արժեքի կեսըշինարարություն և կեսը՝ 20 տարվա շահագործման համար։ Հնդկաստանը դարձավ ITER-ի յոթերորդ անդամը 2005 թվականի վերջին
Փորձերը պետք է սկսվեն 2018 թվականին ջրածնի օգտագործմամբ՝ մագնիսների ակտիվացումից խուսափելու համար: D-T պլազմայի օգտագործումը չի սպասվում մինչև 2026 թվականը
ITER-ի նպատակն է արտադրել 500 ՄՎտ (առնվազն 400 վրկ)՝ օգտագործելով 50 ՄՎտ-ից պակաս մուտքային հզորություն՝ առանց էլեկտրաէներգիա արտադրելու:
2 գիգավատ հզորությամբ ցուցադրական էլեկտրակայանը շարունակական հիմունքներով կարտադրի լայնածավալ էներգիայի արտադրություն: Demo-ի հայեցակարգը կավարտվի մինչև 2017 թվականը, իսկ շինարարությունը կսկսվի 2024 թվականին: Մեկնարկը տեղի կունենա 2033 թվականին։
JET
1978 թվականին ԵՄ-ն (Եվրատոմ, Շվեդիա և Շվեյցարիա) սկսեց համատեղ եվրոպական JET նախագիծը Մեծ Բրիտանիայում: JET-ն այսօր աշխարհում ամենամեծ գործող tokamak-ն է: Նմանատիպ JT-60 ռեակտորը գործում է Ճապոնիայի Fusion Fusion-ի ազգային ինստիտուտում, սակայն միայն JET-ը կարող է օգտագործել դեյտերիում-տրիտում վառելիք։
Ռեակտորը գործարկվեց 1983 թվականին և դարձավ առաջին փորձը, որը հանգեցրեց վերահսկվող ջերմամիջուկային միաձուլմանը մինչև 16 ՄՎտ հզորությամբ մեկ վայրկյանում և 5 ՄՎտ կայուն հզորությամբ դեյտերիում-տրիումի պլազմայի վրա 1991 թվականի նոյեմբերին։ Բազմաթիվ փորձեր են իրականացվել, որպեսզի ուսումնասիրվեն ջեռուցման տարբեր սխեմաներ և այլ տեխնիկա:
JET-ի հետագա բարելավումները պետք է մեծացնեն դրա հզորությունը: MAST կոմպակտ ռեակտորը մշակվում է JET-ի հետ և հանդիսանում է ITER նախագծի մի մասը։
K-STAR
K-STAR-ը կորեական գերհաղորդիչ տոկամակ է Դեյջոնում գտնվող Ֆյուզիոն հետազոտությունների ազգային ինստիտուտից (NFRI), որն իր առաջին պլազման արտադրեց 2008 թվականի կեսերին: Սա ITER-ի պիլոտային նախագիծն է, որը միջազգային համագործակցության արդյունք է։ 1,8 մ շառավղով tokamak-ը առաջին ռեակտորն է, որն օգտագործում է գերհաղորդիչ Nb3Sn մագնիսներ, նույն նրանք, որոնք նախատեսվում է օգտագործել ITER-ում: Առաջին փուլի ընթացքում, որն ավարտվել է 2012 թվականին, K-STAR-ը պետք է ապացուցեր հիմնական տեխնոլոգիաների կենսունակությունը և հասներ մինչև 20 վրկ տևողությամբ պլազմային իմպուլսներ: Երկրորդ փուլում (2013–2017 թթ.) այն արդիականացվում է՝ H ռեժիմում մինչև 300 վրկ երկար իմպուլսներ ուսումնասիրելու և բարձր արդյունավետության AT ռեժիմին անցնելու համար։ Երրորդ փուլի (2018-2023թթ.) նպատակը շարունակական իմպուլսային ռեժիմում բարձր կատարողականության և արդյունավետության հասնելն է: 4-րդ փուլում (2023-2025) փորձարկվելու են DEMO տեխնոլոգիաները։ Սարքը չունի տրիտիումի ընդունակություն և չի օգտագործում D-T վառելիք։
K-DEMO
մշակված ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարության Փրինսթոնի պլազմային ֆիզիկայի լաբորատորիայի (PPPL) և Հարավային Կորեայի NFRI-ի հետ համագործակցությամբ, K-DEMO-ն պետք է լինի ITER-ից հետո առևտրային ռեակտորի զարգացման հաջորդ քայլը և կլինի առաջին էլեկտրակայանը: կարող է էլեկտրաէներգիա արտադրել մի քանի շաբաթվա ընթացքում, մասնավորապես՝ 1 մլն կՎտ։ Դրա տրամագիծը կկազմի 6,65 մ, և կունենա վերարտադրման գոտու մոդուլ, որը ստեղծվում է DEMO նախագծի շրջանակներում: Կորեայի կրթության, գիտության և տեխնոլոգիայի նախարարություննախատեսում է դրա մեջ ներդնել մոտ 1 տրիլիոն վոն (941 միլիոն դոլար):
ԱՐԵՎԵԼՔ
Չինական փորձարարական առաջադեմ գերհաղորդիչ Տոկամակը (EAST) Հեֆեյի չինական ֆիզիկայի ինստիտուտում ստեղծել է ջրածնի պլազմա 50 միլիոն °C ջերմաստիճանում և պահել այն 102 վայրկյան:
TFTR
Ամերիկյան PPPL լաբորատորիայում TFTR փորձարարական ջերմամիջուկային ռեակտորը գործել է 1982-ից 1997 թվականներին: 1993 թվականի դեկտեմբերին TFTR-ը դարձավ առաջին մագնիսական տոկամակը, որը լայնածավալ փորձեր կատարեց դեյտերիում-տրիտում պլազմայի հետ։ Հաջորդ տարի ռեակտորը արտադրեց այն ժամանակվա ռեկորդային 10,7 ՄՎտ կառավարելի հզորություն, իսկ 1995 թվականին իոնացված գազի ջերմաստիճանի ռեկորդը հասավ 510 միլիոն °C։ Այնուամենայնիվ, հաստատությունը չհասավ միաձուլման հավասարակշռության էներգիայի նպատակին, բայց հաջողությամբ հասավ ապարատային նախագծման նպատակներին՝ նշանակալի ներդրում ունենալով ITER-ի զարգացման գործում:
LHD
LHD-ը Ճապոնիայի Ֆյուժն Ֆյուժն Ինստիտուտի Տոկիում, Գիֆու պրեֆեկտուրա, աշխարհի ամենամեծ աստղագուշակն էր: Միաձուլման ռեակտորը գործարկվել է 1998 թվականին և ցուցադրել է պլազմային սահմանափակման հատկություններ, որոնք համեմատելի են այլ խոշոր օբյեկտների հետ: Ձեռք է բերվել 13,5 կՎ (մոտ 160 միլիոն °C) իոնային ջերմաստիճան և 1,44 ՄՋ էներգիա։
Վենդելշտայն 7-X
Մեկ տարվա փորձարկումներից հետո, որոնք սկսվել են 2015 թվականի վերջին, հելիումի ջերմաստիճանը կարճ ժամանակով հասել է 1 միլիոն °C-ի: 2016 թվականին միաձուլման ռեակտոր ջրածնի հետպլազման, օգտագործելով 2 ՄՎտ հզորություն, քառորդ վայրկյանում հասել է 80 միլիոն ° C ջերմաստիճանի: W7-X-ը աշխարհի ամենամեծ աստղային սարքն է և նախատեսվում է անընդհատ աշխատել 30 րոպե։ Ռեակտորի արժեքը կազմել է 1 մլրդ եվրո։
NIF
Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայում (LLNL)Ազգային բռնկման կայանքը (NIF) ավարտվել է 2009 թվականի մարտին: Օգտագործելով իր 192 լազերային ճառագայթները՝ NIF-ը կարողանում է կենտրոնացնել 60 անգամ ավելի շատ էներգիա, քան ցանկացած նախկին լազերային համակարգ։
Սառը միաձուլում
1989 թվականի մարտին երկու հետազոտողներ՝ ամերիկացի Սթենլի Պոնսը և բրիտանացի Մարտին Ֆլեյշմանը, հայտարարեցին, որ գործարկել են սառը միաձուլման համակարգային պարզ ռեակտոր, որն աշխատում է սենյակային ջերմաստիճանում: Գործընթացը բաղկացած էր ծանր ջրի էլեկտրոլիզից՝ օգտագործելով պալադիումի էլեկտրոդներ, որոնց վրա դեյտերիումի միջուկները կենտրոնացված էին բարձր խտությամբ։ Հետազոտողները պնդում են, որ արտադրվել է ջերմություն, որը կարելի է բացատրել միայն միջուկային գործընթացներով, և եղել են միաձուլման կողմնակի արտադրանքներ, ներառյալ հելիումը, տրիտումը և նեյտրոնները: Այնուամենայնիվ, մյուս փորձարարներին չհաջողվեց կրկնել այս փորձը: Գիտական հանրության մեծ մասը չի հավատում, որ սառը միաձուլման ռեակտորներն իրական են։
Ցածր էներգիայի միջուկային ռեակցիաներ
Նախաձեռնված «սառը միաձուլման» պնդումներով, հետազոտությունները շարունակվել են ցածր էներգիայի միջուկային ռեակցիաների ոլորտում՝ որոշ էմպիրիկ աջակցությամբ, սակայն.ոչ ընդհանուր առմամբ ընդունված գիտական բացատրություն: Ըստ երևույթին, թույլ միջուկային փոխազդեցությունները օգտագործվում են նեյտրոններ ստեղծելու և գրավելու համար (ոչ թե հզոր ուժ, ինչպես միջուկային տրոհման կամ միաձուլման դեպքում): Փորձերը ներառում են ջրածնի կամ դեյտերիումի ներթափանցում կատալիտիկ հունով և ռեակցիա մետաղի հետ: Հետազոտողները հայտնում են էներգիայի նկատված արտազատման մասին: Հիմնական գործնական օրինակը ջրածնի փոխազդեցությունն է նիկելի փոշու հետ ջերմության արտազատմամբ, որի քանակն ավելի մեծ է, քան կարող է տալ ցանկացած քիմիական ռեակցիա։
