RW Space

На этой неделе корейский реактор «Искусственное Солнце» попал в заголовки газет, официально поддерживая плазму при температуре 100 миллионов градусов Цельсия в течение более 20 секунд.

Команда исследователей Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) достигла температуры ионов выше 100 миллионов градусов Цельсия (180 миллионов градусов по Фаренгейту).

Согласно данным New Scientist, реакция была остановлена ​​только через 30 секунд, потому что аппаратных ограничений.

KSTAR использует магнитные поля для генерации и стабилизации сверхгорячей плазмы с конечной целью сделать ядерный синтез реальностью.

Вы можете видеть на кадрах ниже показано, как реактор работает в течение 24 секунд и достигает температуры более 10^{^}8 Кельвинов, что более или менее эквивалентно 100 миллионам градусов Цельсия.

Один из резов KSTAR Стрельцы из лука Йонг-Су На рассказали Мэтью Спарксу из New Scientist, что в будущем после обновления устройства возможны более длительные периоды времени.

Это захватывающее достижение по уважительной причине — потенциально неограниченный источник чистой энергии, который может изменить то, как мы питаем нашу жизнь, если мы сможем заставить его работать так, как задумано.

Но также стоит отметить, что это достижение KSTAR не обязательно является новым рекордом. , как рекламируют некоторые СМИ.

На самом деле, KSTAR объявили об этом прорыве еще в 2020 году, и мы сообщали об этом в то время. Что изменилось сейчас, так это то, что их статья об исследовании прошла рецензирование и только что была опубликована в Nature.

Однако за прошедшие годы команда KSTAR нарушила свои собственные правила. рекорд, а китайское «искусственное Солнце», известное как EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak или HT-7U), побило оба этих рекорда.

В 2021 г. термоядерная машина Китайской академии наук достигла 120 миллионов градусов по Цельсию (216 миллионов градусов по Фаренгейту) и цеплялась за нее в течение 101 секунды.

Это не значит, что достижение KSTAR все еще не является огромным и этим стоит поделиться и отпраздновать.

До этого прорыва порог в 100 миллионов градусов не нарушался более 10 секунд.

KSTAR. (Корейский институт термоядерной энергии)

«Технологии, необходимые для длительной работы плазмы с температурой 100 миллионов градусов, являются ключом к реализации термоядерной энергии», — сказал физик-ядерщик Си — Ву Юн, директор исследовательского центра KSTAR при Корейском институте термоядерной энергии (KFE), еще в 2020 году.

«Успех KSTAR в поддержании высокотемпературной плазмы в течение 20 секунд будет важным поворотным моментом в гонке за безопасность технологий для длительной высокопроизводительной плазменной эксплуатации, критического компонента коммерческого ядерного термоядерного реактора в будущем».

Ключом к скачку до 20 секунд было обновление до Режимы внутреннего транспортного барьера (ITB) внутри KSTAR. Эти режимы не полностью понятны ученым, но на самом простом уровне они помогают контролировать удержание и стабильность реакций ядерного синтеза.

KSTAR представляет собой реактор типа токамак, аналогичный который недавно был запущен в Китае, объединяя атомные ядра для создания такого огромного количества энергии (в отличие от ядерного деления, используемого на электростанциях, которое расщепляет атомные ядра на части).

Устройства термоядерного синтеза, такие как KSTAR, используют изотопы водорода для создать состояние плазмы, в котором ионы и электроны разделены, готовые к нагреву — те же реакции синтеза, которые происходят на Солнце, отсюда и прозвище, которое было дано этим реакторам.

Пока что поддержание достаточно высоких температур для достаточно длительный период времени для того, чтобы технология стала жизнеспособной, оказалось сложной задачей. Ученым нужно будет побить больше подобных рекордов, чтобы ядерный синтез работал как источник энергии, потребляя немногим больше морской воды (источник изотопов водорода) и производя минимальное количество отходов.

Несмотря на всю работу что предстоит сделать, чтобы эти реакторы производили больше энергии, чем они потребляют, прогресс обнадеживает. К 2025 году инженеры KSTAR хотят превысить отметку в 100 миллионов градусов за 300 секунд.

«Температура ионов в 100 миллионов градусов, достигнутая благодаря эффективному нагреву плазмы активной зоны в течение такого длительного продемонстрировала уникальные возможности сверхпроводящего устройства KSTAR и будет признана убедительной основой для высокопроизводительной термоядерной плазмы в стационарном состоянии», — сказал физик-ядерщик Янг-Сок Пак из Колумбийского университета еще в 2020 году.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Части этой статьи были впервые опубликованы в декабре 2020 года.