Известный как "корейское искусственное солнце", устройство Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) использует магнитные поля для генерации и стабилизации сверхгорячей плазмы с конечной целью — сделать ядерный синтез реальностью. Это позволит человечеству получить доступ к практически неограниченному источнику чистой энергии, которая, как считают ученые, изменит нашу жизнь.
В термоядерных устройствах, таких как токамак KSTAR, атомные ядра соединяются с выделением огромного количества энергии. Такие же реакции синтеза происходят на Солнце.
Чтобы технология стала жизнеспособной, необходимо поддерживать высокие температуры и состояние плазмы в течение достаточно длительного периода времени. Для создания плазмы физики используют изотопы водорода, в которых ионы и электроны разделены и готовы к синтезу. До сих пор температуру 100 миллионов градусов не удавалось удерживать более 10 секунд. Сейчас на токамаке KSTAR этот показатель превышен вдвое.
"Технологии, необходимые для длительных операций с плазмой с температурой 100 миллионов градусов, являются ключом к реализации термоядерного синтеза, — приводит портал слова директора исследовательского центра KSTAR Корейского института термоядерной энергии (KFE), физика-ядерщика Юн Си-Ву (Si-Woo Yoon). — Успех KSTAR в поддержании высокотемпературной плазмы в течение 20 секунд — поворотный момент в гонке за получением технологий длительной высокопроизводительной работы в плазме — критически важного компонента коммерческого термоядерного реактора будущего".
Главная задача исследователей — добиться стабильности реакций ядерного синтеза. KSTAR впервые преодолел ограничение в 100 миллионов градусов в 2018 году, в 2019 году удалось удержать температуру в течение 8 секунд, а теперь, благодаря обновлению режимов внутреннего транспортного барьера (ITB) внутри установки, это достижение существенно превышено.
"Температура ионов в 100 миллионов градусов, достигнутая за счет эффективного нагрева центральной плазмы в течение такого длительного времени, продемонстрировала уникальные возможности сверхпроводящего устройства KSTAR", — говорит один из участников эксперимента, ядерный физик Парк Юн-Сок (Young-Seok Park) из Колумбийского университета.
"Успех эксперимента KSTAR за счет преодоления некоторых недостатков режимов ITB в длительной высокотемпературной работе установки приближает нас на шаг ближе к реализации технологий ядерного синтеза", — добавляет также участвовавший в работе физик-ядерщик На Юн-Су (Yong-Su Na) из Сеульского национального университета.
Несмотря на то, что пока подобные исследовательские реакторы производят энергии меньше, чем потребляют, прогресс обнадеживает, считают авторы исследования. К 2025 году инженеры KSTAR хотят добиться удержания высокотемпературной плазмы в течение 300 секунд.
Материал предоставил М.В. Лебедев
https://nplus1.ru/news/2020/12/12/kstar-new-record