Корейский токамак KSTAR, сверхпроводящее термоядерное устройство, также известное как корейское искусственное солнце, установил новый мировой рекорд, поскольку ему удалось поддерживать высокотемпературную плазму в течение 20 секунд с температурой ионов выше 100 миллионов градусов.
Исследовательский центр KSTAR в Корейском институте термоядерной энергии (KEF) объявил, что в совместном исследовании с Сеульским национальным университетом (SNU) и Колумбийским университетом США удалось добиться непрерывной работы плазменной установки в течение 20 секунд с ионной температурой выше 100 миллионов градусов, что является одним из основных условий ядерного синтеза.
Это большое достижение – время работы увеличилось с 8 секунд во время кампании KSTAR Plasma Campaign 2019 более чем в 2 раза. В эксперименте 2018 года KSTAR впервые достиг температуры ионов плазмы 100 миллионов градусов (время удерживания: около 1,5 секунд).
Чтобы воссоздать термоядерные реакции, которые происходят на Солнце, изотопы водорода должны быть помещены внутрь термоядерного устройства, такого как KSTAR, чтобы создать состояние плазмы, в котором ионы и электроны разделены, а ионы должны нагреваться и поддерживаться при высоких температурах.
До сих пор были и другие термоядерные устройства, которые кратковременно управляли плазмой при температуре 100 миллионов градусов и выше. Ни один из них не преодолел барьер поддержания операции в течение 10 секунд и более.
Это предел работы устройства с нормальной проводимостью, и было трудно поддерживать стабильное состояние плазмы в термоядерном устройстве при таких высоких температурах в течение длительного времени.
Смотрите также
Киригами в наномасштабе: искусство складывания бумаги для инженерного прорыва
28.12.2020
В своем эксперименте 2020 года KSTAR улучшил характеристики режима внутреннего транспортного барьера (ITB), одного из режимов работы следующего поколения, разработанного в прошлом году и позволившего поддерживать состояние плазмы в течение длительного периода времени, преодолевая существующие ограничения операция сверхвысокой температуры плазмы.
Директор Исследовательского центра KSTAR в KFE Си-Ву Юн пояснил: “Технологии, необходимые для длительной работы 100 – миллионной плазмы, являются ключом к реализации термоядерной энергии, и успех KSTAR в поддержании высокотемпературной плазмы в течение 20 секунд станет важным поворотным моментом в гонке за обеспечением технологий для длительной работы высокоэффективной плазмы, критического компонента коммерческого ядерного термоядерного реактора в будущем”.
“Успех эксперимента KSTAR в длительной высокотемпературной эксплуатации за счет преодоления некоторых недостатков режимов ITB приближает нас на шаг к разработке технологий реализации энергии ядерного синтеза”, – добавил профессор кафедры ядерной инженерии Юн Су На, совместно проводивший исследования по работе плазмы KSTAR.
В дополнение к успеху в работе с высокотемпературной плазмой исследовательский центр KSTAR проводит эксперименты по различным темам, включая исследования ITER, предназначенные для решения сложных задач в области термоядерных исследований в течение оставшегося периода эксперимента.
KSTAR собирается поделиться своими ключевыми результатами экспериментов, включая этот успех, с исследователями термоядерного синтеза по всему миру на конференции МАГАТЭ по термоядерной энергии, которая состоится в мае.
Конечная цель KSTAR – добиться успеха в непрерывной работе в течение 300 секунд с температурой ионов выше 100 миллионов градусов к 2025 году.
Источник: