Liste des réacteurs à fusion nucléaire Chambre à plasma du TFTR, utilisée pour les expériences de fusion par confinement magnétique, qui a produit 11 MW de puissance de fusion en 1994. La liste des réacteurs à fusion nucléaire recense les installations énergétiques basées sur la fusion nucléaire , classées selon leur type de confinement du plasma : magnétique ou inertiel .
Les expérimentations visant à développer l'énergie de fusion sont invariablement effectuées avec des réacteurs dédiés qui peuvent être classés selon les principes qu'ils utilisent pour confiner le plasma et le maintenir à haute température. La principale distinction se situe entre le confinement magnétique et le confinement inertiel .
En confinement magnétique, la tendance du plasma chaud à se dilater est contrecarrée par la force de Lorentz entre les courants dans le plasma et les champs magnétiques produits par des bobines externes. Les densités de particules ont tendance à être de l'ordre de 1018 à 1022 m−3 et les dimensions linéaires dans la plage de 0,1 à 10 m. Les temps de confinement des particules et de l'énergie peuvent aller de moins d'une milliseconde à plus d'une seconde, mais la configuration elle-même est souvent maintenue grâce à l'apport de particules, d'énergie et de courant pendant des centaines ou des milliers de fois plus longues. Certains concepts sont capables de maintenir indéfiniment un plasma.
En revanche, avec le confinement inertiel, rien ne permet de contrecarrer l'expansion du plasma. Le temps de confinement est simplement le temps qu'il faut à la pression du plasma pour vaincre l'inertie des particules. Les densités ont tendance à être de l'ordre de 1031 à 1033 m-3 et le rayon du plasma compris entre 1 et 100 micromètres. Ces conditions sont obtenues en irradiant une pastille solide de taille millimétrique avec un laser nanoseconde ou une impulsion ionique. La couche externe de la pastille est ablatée, fournissant une force de réaction qui comprime les 10% centraux du carburant par un facteur de 10 ou 20 à 103 ou 104 fois la densité solide. Ces microplasmas se dispersent en un temps mesuré en nanosecondes. Pour un réacteur de puissance à fusion, un taux de répétition de plusieurs par seconde sera nécessaire.
Tokamak
Nom
Statut
Construc.
Service
Lieu
Organisation
Rayon Maj/Min
B-field
Courant Plasma
Note
Image
T-1 (Tokamak-1)
Arrêt
1957
1957-1959
Moscou Institut Kourtchatov (Labo. n°2)0.625 m/0.13 m
1 T
0.04 MA
Premier tokamak
T-2
Transformé →FT-1
1959
1960-1970
Moscou Institut Kourtchatov 0.62 m/0.22 m
2.5 T
0.06 MA
T-3
Transformé →T-4
1960
1962-?
Moscou Institut Kourtchatov 1 m/0.12 m
2.5 T
0.06 MA
T-5
Arrêt
?
1962-1970
Moscou Institut Kourtchatov 0.625 m/0.15 m
1.2 T
0.06 MA
TM-1
Arrêt
?
?
Moscou Institut Kourtchatov
TM-2
Arrêt
?
1965
Moscou Institut Kourtchatov
TM-3
Arrêt
?
1970
Moscou Institut Kourtchatov
FT-1
Transformé →CASTOR
T-2
1972-2002
Leningrad Institut Ioffe 0.62 m/0.22 m
1.2 T
0.05 MA
ST (Symmetric Tokamak)
Arrêt
1970-1974
Princeton Laboratoire de physique des plasmas de Princeton 1.09 m/0.13 m
5.0 T
0.13 MA
Converti à partir stellarator Model C
T-6
Arrêt
?
1970-1974
Moscou Institut Kourtchatov 0.7 m/0.25 m
1.5 T
0.22 MA
TUMAN-2, 2A
Arrêt
?
1971-1985
Leningrad Institut Ioffe 0.4 m/0.08 m
1.5 T
0.012 MA
ORMAK (Oak Ridge tokaMAK)
Arrêt
1971-1976
Oak Ridge Laboratoire national d'Oak Ridge 0.8 m/0.23 m
2.5 T
0.34 MA
Premier à atteindre 20 MK
Doublet II
Arrêt
1972-1974
San Diego General Atomics 0.63 m/0.08 m
0.95 T
0.21 MA
ATC (Adiabatic Toroidal Compressor)
Arrêt
1971-1972
1972-1976
Princeton Laboratoire de physique des plasmas de Princeton 0.88 m/0.11 m
2 T
0.05 MA
Démonstration du chauffage du plasma par compression
T-9
Arrêt
?
1972-1977
Moscou Institut Kourtchatov 0.36 m/0.07 m
1 T
TO-1
Arrêt
?
1972-1978
Moscou Institut Kourtchatov 0.6 m/0.13 m
1.5 T
0.07 MA
Alcator A (Alto Campo Toro)
Arrêt
1972-1978
Cambridge Massachusetts Institute of Technology 0.54 m/0.10 m
9.0 T
0.3 MA
JFT-2 (JAERI Fusion Torus 2)
Arrêt
?
1972-1982
Naka Institut de recherche de l'énergie atomique 0.9 m/0.25 m
1.8 T
0.25 MA
TFR (Tokamak de Fontenay-aux-Roses)Arrêt
1973-1984
Fontenay-aux-Roses Commissariat à l'énergie atomique 1 m/0.2 m
6 T
0.49
Turbulent Tokamak Frascati
Arrêt
?
1973
Frascati Comité national pour l'énergie nucléaire 0.3 m/0.04 m
1 T
0.005 MA
Pulsator
Arrêt
1970-1973
1973-1979
Garching Institut Max-Planck de physique des plasmas 0.7 m/0.12 m
2.7 T
0.125 MA
T-4
Arrêt
T-3
1974-1978
Moscou Institut Kourtchatov 0.9 m/0.16 m
5 T
0.3 MA
Doublet IIA
Arrêt
1974-1986
San Diego General Atomics 0.66 m/0.15 m
0.76 T
0.35 MA
PETULA-B[ 1]
Arrêt
1974-1986
Grenoble Commissariat à l'énergie atomique
T-10
Opérationnel
1975-
Moscou Institut Kourtchatov 1.50 m/0.37 m
4 T
0.8 MA
Le plus grand tokamak de son temps
T-11
Arrêt
?
1975-1984
Moscou Institut Kourtchatov 0.7 m/0.25 m
1 T
PLT (Princeton Large Torus)Arrêt
1975-1986
Princeton Laboratoire de physique des plasmas de Princeton 1.32 m/0.4 m
4 T
0.7 MA
Premier à atteindre 1 MA de courant
Divertor Injection Tokamak Experiment (DITE)
Arrêt
1975–1989
Culham Centre de Culham pour l'énergie de fusion 1,17 m /0,27 m
2,7 T
0,26 MA
JIPP T-II
Arrêt
?
1976
Nagoya Université de Nagoya 0,91 m /0,17 m
3 T
0,16 MA
TNT-A
Arrêt
?
1976
Tokyo Université de Tokyo 0,4 m /0,09 m
0,42 T
0,02 MA
T-8 (Tokamak-8)
Arrêt
?
1976–?
Moscou Institut Kourtchatov 0,28 m /0,048 m
0,9 T
0,024 MA
Microtor
Arrêt
?
1976–1983?
Los Angeles Université de Californie 0,3 m /0,1 m
2,5 T
0,12 MA
Macrotor
Arrêt
?
1970s–80s
Los Angeles Université de Californie 0,9 m /0,4 m
0,4 T
0,1 MA
TUMAN-3
Opérationnel
?
1977–
Leningrad Institut Ioffe 0,55 m /0,23 m
3 T
0,18 MA
Thor
Arrêt
?
Milan Université de Milan 0,52 m /0,195 m
1 T
0,055 MA
[4]
FT (Frascati Tokamak)
Arrêt
1978
Frascati Comité national pour l'énergie nucléaire 0,83 m /0,20 m
10 T
0,8 MA
PDX (Poloidal Divertor Experiment)
Arrêt
?
1978–1983
Princeton Plasma Physics Laboratory 1,4 m /0,4 m
2,4 T
0,5 MA
ISX-B
Arrêt
?
1978-?
Oak Ridge Laboratoire national d'Oak Ridge 0.93 m/0.27 m
1.8 T
0.2 MA
Bobines supraconductrices
Doublet III
Arrêt
1978–1985
General Atomics 1,45 m /0,45 m
2,6 T
0,61 MA
[5]
T-12 (Tokamak-12)
Arrêt
?
1978–1985
Moscou Institut Kourtchatov 0,36 m /0,08 m
1 T
0,03 MA
Alcator C (Alto Campo Toro)
Arrêt
?
1978–1986
Cambridge Massachusetts Institute of Technology 0,64 m /0,16 m
13 T
0,8 MA
Transformé →HT-7
?
1979–1985
Moscou Institut Kourtchatov 1,2 m /0,31 m
3 T
0,3 MA
Premier tokamak doté de bobines de champ toroïdal supraconductrices
ASDEX (Axially Symmetric Divertor Experiment)[ 2] Transformé →HL-2A
1980-1990
Garching Institut Max-Planck de physique des plasmas 1.65 m/0.4 m
2.8 T
0.5 MA
Découverte du H-mode en 1982
TEXTOR (Tokamak Experiment for Technology Oriented Research )[ 3] , [ 4] Arrêt
1976-1980
1981-2013
Juliers Centre de recherche de Juliers 1.75 m/0.47 m
2.8 T
0.8 MA
Etude des interactions plasma-paroi
TFTR (Tokamak Fusion Test Reactor)[ 5] Arrêt
1980-1982
1982-1997
Princeton Laboratoire de physique des plasmas de Princeton 2.4 m/0.8 m
6 T
3 MA
Atteint la puissance record de 10,7 MW et température de 510 MK
JET (Joint European Torus)[ 6] Opérationnel
1978-1983
1983-
Culham Centre de Culham pour l'énergie de fusion 2.96 m/0.96 m
4 T
7 MA
Record pour la puissance de sortie 16,1 MW
Novillo [ 7] , [ 8] Arrêt
NOVA-II
1983-2004
Mexico Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (es) 0.23 m/0.06 m
1 T
0.01 MA
Etude des interactions plasma-paroi
JT-60 (Japan Torus-60)[ 9] Transformé →JT-60SA
1985-2010
Naka Institut de recherche de l'énergie atomique 3.4 m/1.0 m
4 T
3 MA
High-beta steady-state operation, highest fusion triple product
DIII-D [ 10] Opérationnel
1986[ 11]
1986-
San Diego General Atomics 1.67 m/0.67 m
2.2 T
3 MA
Tokamak Optimization
STOR-M (Saskatchewan Torus-Modified)[ 12] Opérationnel
1987-
Saskatoon Université de la Saskatchewan 0.46 m/0.125 m
1 T
0.06 MA
Study plasma heating and anomalous transport
T-15 Transformé →T-15MD
1983-1988
1988-1995
Moscou Institut Kourtchatov 2.43 m/0.7 m
3.6 T
1 MA
First superconducting tokamak
Tore Supra [ 13] Transformé →WEST
1988-2011
Cadarache [ 14] Commissariat à l'énergie atomique 2.25 m/0.7 m
4.5 T
2 MA
Tokamak supraconducteur avec refroidissement actif
ADITYA Opérationnel
1989-
Gandhinagar Institute for Plasma Research (en) 0.75 m/0.25 m
1.2 T
0.25 MA
COMPASS (COMPact ASSembly)[ 15] , [ 16] Opérationnel
1980-
1989-
Prague Institute of Plasma Physics AS CR 0.56 m/0.23 m
2.1 T
0.32 MA
FTU (Frascati Tokamak Upgrade )
Opérationnel
1990-
ENEA 0.935 m/0.35 m
8 T
1.6 MA
START (Small Tight Aspect Ratio Tokamak)[ 17] Arrêt
1990-1998
Culham Centre de Culham pour l'énergie de fusion 0.3 m/?
0.5 T
0.31 MA
Premier Tokamak
ASDEX Upgrade (Axially Symmetric Divertor Experiment)Opérationnel
1991-
Garching Institut Max-Planck de physique des plasmas 1.65 m/0.5 m
2.6 T
1.4 MA
Alcator C-Mod (Alto Campo Toro)[ 18] Opérationnel
1986-
1991-2016
Cambridge Massachusetts Institute of Technology 0.68 m/0.22 m
8 T
2 MA
Record plasma pressure 2,05 bar
ISTTOK (Instituto Superior Técnico TOKamak)[ 19] Opérationnel
1992-
Lisbonne Instituto Superior Técnico 0.46 m/0.085 m
2.8 T
0.01 MA
TCV (Tokamak à Configuration Variable)[ 20] Opérationnel
1992-
Lausanne École Polytechnique Fédérale de Lausanne 0.88 m/0.25 m
1.43 T
1.2 MA
Études du confinement
HBT-EP (High Beta Tokamak-Extended Pulse)
Opérationnel
1993-
Université Columbia Plasma Physics Laboratory0.92 m/0.15 m
0.35 T
0.03 MA
High-Beta tokamak
HT-7 (Hefei Tokamak-7)Arrêt
1991-1994
1995-2013
Hefei Institut des sciences physiques de Hefei 1.22 m/0.27 m
2 T
0.2 MA
China's first superconducting tokamak
Pegasus Toroidal Experiment [ 21] Opérationnel
?
1996-
Madison Université du Wisconsin–Madison 0.45 m/0.4 m
0.18 T
0.3 MA
Extremely low aspect ratio
TCABR (Tokamak Chauffage Alfvén Brésilien)
Opérationnel
1980-1999
1999-
São Paulo Université de São Paulo 0,615 m /0,18 m
1,1 T
0,10 MA
Plus important tokamak de l'hémisphère sud
NSTX (National Spherical Torus Experiment (en) [ 22]
Opérationnel
1999-
Princeton Laboratoire de physique des plasmas de Princeton 0.85 m/0.68 m
0.3 T
2 MA
Étude du concept de tokamak spherique
ET (Electric Tokamak)Transformé →ETPD
1998
1999-2006
Los Angeles Université de Californie à Los Angeles 5 m/1 m
0.25 T
0.045 MA
Largest tokamak of its time
CDX-U (Current Drive Experiment-Upgrade)
Transformé →LTX
2000-2005
Princeton Laboratoire de physique des plasmas de Princeton 0.3 m/? m
0.23 T
0.03 MA
Study Lithium in plasma walls
MAST (Mega-Ampere Spherical Tokamak)[ 23] Transformé →MAST-Upgrade
1997-1999
2000-2013
Culham Centre de Culham pour l'énergie de fusion 0.85 m/0.65 m
0.55 T
1.35 MA
Investigate spherical tokamak for fusion
HL-2A Transformé →HL-2M
2000-2002
2002-2018
Chengdu Southwestern Institute of Physics 1.65 m/0.4 m
2.7 T
0.43 MA
H-mode physics, ELM mitigation
[6]
SST-1 (Steady State Superconducting Tokamak)[ 24] Opérationnel
2001-
2005-
Institute for Plasma Research 1.1 m/0.2 m
3 T
0.22 MA
Produce a 1 000 s elongated double null divertor plasma
EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)[ 25] Opérationnel
2000-2005
2006-
Hefei Institut des sciences physiques de Hefei 1.85 m/0.43 m
3.5 T
0.5 MA
H-Mode plasma for over 100 s at 50 MK
J-TEXT (Joint Texas EXperimental Tokamak)
Opérationnel
2007-
Wuhan Huazhong University of Science and Technology 1.05 m/0.26 m
2.0 T
0.2 MA
Develop plasma control
[7]
KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)[ 26] Opérationnel
1998-2007
2008-
National Fusion Research Institute 1.8 m/0.5 m
3.5 T
2 MA
Tokamak with fully superconducting magnets, 20 s -long operation at 100 MK [ 27]
LTX (Lithium Tokamak Experiment)Opérationnel
2005-2008
2008-
Princeton Laboratoire de physique des plasmas de Princeton 0.4 m/? m
0.4 T
0.4 MA
Study Lithium in plasma walls
QUEST (Q-shu University Experiment with Steady-State Spherical Tokamak)[ 28] Opérationnel
2008-
Université de Kyūshū 0.68 m/0.4 m
0.25 T
0.02 MA
Study steady state operation of a Spherical Tokamak
KTM (Kazakhstan Tokamak for Material testing)
Opérationnel
2000-2010
2010-
Kourtchatov Centre nucléaire national du Kazakhstan
0.86 m/0.43 m
1 T
0.75 MA
Testing of wall and divertor
ST25-HTS[ 29]
Opérationnel
2012-2015
2015-
Culham Tokamak Energy Ltd0.25 m/0.125 m
0.1 T
0.02 MA
Steady state plasma
WEST (Tungsten Environment in Steady-state Tokamak)Opérationnel
2013-2016
2016-
Cadarache [ 14] Commissariat à l'énergie atomique 2.5 m/0.5 m
3.7 T
1 MA
Converti à partir du Tore Supra, Superconducting tokamak with active cooling
ST40[ 30]
Opérationnel
2017-2018
2018-
Tokamak Energy Ltd0.4 m/0.3 m
3 T
2 MA
First high field spherical tokamak
MAST-U (Mega-Ampere Spherical Tokamak Upgrade)[ 31]
Opérationnel
2013-2019
2020-
Culham Centre de Culham pour l'énergie de fusion 0.85 m/0.65 m
0.92 T
2 MA
Test new exhaust concepts for a spherical tokamak
HL-2M [ 32] Opérationnel
2018-2019
2020-
Leshan Southwestern Institute of Physics 1.78 m/0.65 m
2.2 T
1.2 MA
Elongated plasma with 200 MK
JT-60SA (Japan Torus-60 super advanced)[ 33] Opérationnel
2013-2020
2023-
Naka Agence japonaise de l'énergie atomique 2.96 m/1.18 m
2.25 T
5.5 MA
Optimise plasma configurations for ITER and DEMO with full non-inductive steady-state operation
T-15MD En construction
2010-2020
2021-
Moscou Institut Kourtchatov 1.48 m/0.67 m
2 T
2 MA
Étude du concept réacteur nucléaire hybride fusion fission
ITER [ 34] En construction
2013-2025?
2025?
Cadarache [ 14] Conseil ITER
6.2 m/2.0 m
5.3 T
15 MA ?
Démonstration de la faisabilité d'un réacteur de 500 MW
DTT (Divertor Tokamak Test (it) [ 35] , [ 36]
Prévu
2022-2025?
2025?
Frascati ENEA 2.14 m/0.70 m
6 T ?
5.5 MA ?
Superconducting tokamak to study power exhaust
[8]
SPARC [ 37] , [ 38] Prévu
2021-?
2025?
Commonwealth Fusion Systems , MIT Plasma Science and Fusion Center (en) 1.85 m/0.57 m
12.2 T
8.7 MA
Compact, high-field tokamak with ReBCO coils and 100 MW planned fusion power
IGNITOR [ 39] Prévu[ 40]
?
>2024
ENEA 1.32 m/0.47 m
13 T
11 MA ?
Compact fustion reactor with self-sustained plasma and 100 MW of planned fusion power
CFETR (China Fusion Engineering Test Reactor)[ 41] Prévu
2020?
2030?
Institute of Plasma Physics, Académie chinoise des sciences
5,7 m /1,6 m ?
5 T ?
10 MA ?
Bridge gaps between ITER and DEMO, planned fusion power 1 000 MW
[9]
STEP (Spherical Tokamak for Energy Production )
Prévu
2032?
2040?
Culham Centre de Culham pour l'énergie de fusion 3 m /2 m ?
?
?
Tokamak spherique
K-DEMO (Korean fusion demonstration tokamak reactor)[ 42] Prévu
2037?
National Fusion Research Institute 6,8 m /2,1 m
7 T
12 MA ?
Prototype pour un réacteur à fusion commerciale de 2200 MW.
DEMO (DEMOnstration Power Station)Prévu
2031?
2044?
?
9 m /3 m ?
6 T ?
20 MA ?
Prototype pour un réacteur à fusion commerciale
Stellarator
Baseball I / Baseball II Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore CA.
TMX, TMX-U Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore CA.
Laboratoire national MFTF Lawrence Livermore, Livermore CA.
Gas Dynamic Trap au Budker Institute of Nuclear Physics, Akademgorodok, Russie.
Spheromak
C-2 Tri Alpha Energy
C-2U Tri Alpha Energy
C-2W TAE Technologies
LSX Université de Washington
IPA Université de Washington
HF Université de Washington
IPA- HF Université de Washington
Confinement inertiel
ZETA (fusion reactor) (en) Harwell , Royaume-UniZ machine , Laboratoires Sandia , États-UnisZEBRA, Université du Nevada à Reno , États-Unis
Saturne, Laboratoires Sandia , États-Unis
MAGPIE (en) Imperial College de Londres , Royaume-UniCOBRA, Université Cornell , États-Unis
PULSOTRON
Notes
↑ « Les conditions d'implantation d'un nouveau synchrotron et le rôle des tres grands équipements dans la recherche publique senat.fr , 19 décembre 2000 (consulté le 31 mars 2024 ) .↑ ASDEX at the Max Planck Institute for Plasma Physics ↑ (de) « Forschungszentrum Jülich - Plasmaphysik (IEK-4) fz-juelich.de ↑ Progress in Fusion Research - 30 Years of TEXTOR ↑ « Tokamak Fusion Test Reactor [archive du 26 avril 2011 ] , 26 avril 2011 ↑ « EFDA-JET, the world's largest nuclear fusion research experiment [archive du 30 avril 2006 ] , 30 avril 2006 ↑ « :::. Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares | Fusión nuclear . [archive du 25 novembre 2009 ] , 25 novembre 2009 ↑ « All-the-Worlds-Tokamaks tokamak.info ↑ M. Yoshikawa , « JT-60 Project », Fusion Technology 1978 , vol. 2, 2 octobre 2006 , p. 1079 (Bibcode 1979fute.conf.1079Y lire en ligne [archive du 2 octobre 2006 ] ↑ (en) « diii-d:home [MFE: DIII-D and Theory] fusion.gat.com (consulté le 4 septembre 2018 ) ↑ (en-US) « DIII-D National Fusion Facility (DIII-D) | U.S. DOE Office of Science (SC) science.energy.gov (consulté le 4 septembre 2018 ) ↑ « U of S [archive du 6 juillet 2011 ] , 6 juillet 2011 ↑ « Tore Supra www-fusion-magnetique.cea.fr (consulté le 4 septembre 2018 ) ↑ a b et c Dans la commune de Saint-Paul-lès-Durance
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Voir aussi
Articles connexes
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