Ryska vetenskapsmän har föreslagit ett koncept med en toriumhybridreaktor som erhåller ytterligare neutroner med hjälp av högtemperaturplasma som hålls i en lång magnetfälla. Detta projekt tillämpades i nära samarbete mellan Tomsk Polytechnic University, All-Russian Scientific Research Institute of Technical Physics (VNIITF), och Budker Institute of Nuclear Physics vid SB RAS. Den föreslagna toriumhybridreaktorn särskiljs från dagens kärnreaktorer genom måttlig kraft, relativt kompakt storlek, hög driftsäkerhet, och en låg halt av radioaktivt avfall.

"I det inledande skedet, vi får relativt kall plasma med hjälp av speciella plasmapistoler. Vi behåller mängden genom deuteriumgasinjektion. De injicerade neutrala strålarna med partikelenergi på 100 keV i denna plasma genererar högenergi-deuterium- och tritiumjoner och upprätthåller den erforderliga temperaturen. kolliderar med varandra, deuterium- och tritiumjoner kombineras till en heliumkärna så att högenergineutroner frigörs. Dessa neutroner kan fritt passera genom vakuumkammarens väggar, där plasman hålls av ett magnetfält, och ta sig in i området med kärnbränsle. Efter att ha saktat ner, de stöder klyvningen av tunga kärnor, som fungerar som den huvudsakliga energikällan som frigörs i hybridreaktorn, " säger professor Andrei Arzhannikov, en chefsforskare vid Budker Institute of Nuclear Physics vid SB RAS.

Den största fördelen med en hybridkärnfusionsreaktor är den samtidiga användningen av fissionsreaktionen av tunga kärnor och syntes av lätta. Det minimerar nackdelarna med att tillämpa dessa kärnreaktioner separat.

Också, denna typ av reaktor har lägre krav på plasmakvalitet och gör det möjligt att ersätta upp till 95 procent av klyvbart uran med torium, vilket säkerställer omöjligheten av en okontrollerbar kärnreaktion. Dessutom, hybridreaktorer är relativt kompakta, har hög kraft, och producera en liten mängd radioaktivt avfall.

"Hybridreaktorn består av två element. Huvuddelen är den energialstrande filten som den aktiva zonen i en kärnreaktor. Den distribuerar kärnklyvbart material som ingår i kärnbränslet. På grund av detta en fissionskedjereaktion av tunga kärnor är möjlig. Den andra delen placeras inuti filten för att generera neutroner som faller in i den energigenererande filten. De termonukleära fusionsreaktionerna genereras inuti denna del fylld med deteriumplasma, frigör neutronerna. En egenskap hos hybridreaktorn är att operationsfilten, där fissionsreaktionerna äger rum, är i det subkritiska tillståndet (nästan kritiskt). Fungerar på en konstant effektnivå, en konventionell reaktor är i ett kritiskt tillstånd, stöds av ett kontroll- och säkerhetssystem, " säger Igor Shamanin, chefen för TPU-avdelningen för naturvetenskap och TPU-isotopanalys- och tekniklaboratoriet.

Enligt Dr. Shamanin, filten baserades på ett koncept med en högtemperaturgaskyld lågeffektsreaktor för flera ändamål som drivs med torium. Detta koncept utvecklades vid Tomsk Polytechnic University och är nu brett representerat i olika vetenskapliga publikationer.

För närvarande, projektdeltagarna överväger möjligheten att utveckla ett experimentställ baserat på TPU-reaktorn, som kommer att bestå av en toriumbränslepatron och en neutronkälla.

Resultaten av nyare studier om detta projekt publiceras i tidskriften Plasma- och fusionsforskning .