Fusiereactor is 7 keer heter dan de kern van de zon

Zuid-Korea Dankzij het gebruik van een nieuwe wolfraamafleider kon de KSTAR-fusiereactor gedurende 48 seconden een temperatuur van 100 miljoen graden Celsius handhaven.

Zuid-Koreaanse KSTAR-fusiereactor. Foto: KFE — Zuid-Koreaanse KSTAR-fusiereactor. Foto: *KFE*

De Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) fusiereactor van het Korea Institute of Fusion Energy (KFE) bereikte voor het eerst een temperatuur van 100 miljoen graden Celsius. Deze prestatie vond plaats tijdens de testperiode van december 2023 tot en met februari 2024 en markeerde een nieuw record voor het KSTAR-project.

KSTAR handhaafde met succes een temperatuur van 100 miljoen graden Celsius gedurende 48 seconden. De kerntemperatuur van de zon bedraagt ondertussen 15 miljoen graden Celsius. Bovendien handhaafde de reactor ook de hoge limietmodus (H-modus) gedurende meer dan 100 seconden. De H-modus is een geavanceerde modus in magnetisch opgesloten kernfusie met een stabiele plasmatoestand.

Fusiereacties bootsen het proces na dat licht en warmte van sterren produceert. Het proces omvat het samensmelten van waterstof en andere lichte elementen om enorme hoeveelheden energie vrij te maken. Experts hopen fusiereactoren te gebruiken om een onbeperkte bron van koolstofvrije elektriciteit te creëren.

Volgens de National Research Council of Science and Technology (NST) is het cruciaal om een technologie te ontwikkelen die hoge temperaturen en plasma's met een hoge dichtheid kan handhaven voor de meest efficiënte fusiereacties gedurende lange tijd. Het geheim achter deze geweldige prestaties, aldus NST, is de wolfraamdiverter. Dit is een belangrijk onderdeel onderin de vacuümtank van het magnetische fusie-apparaat en speelt een belangrijke rol bij het afvoeren van afvalgassen en onzuiverheden uit de reactor, terwijl het tegelijkertijd de grote oppervlaktewarmtebelasting kan weerstaan.

Het KSTAR-team schakelde over op het gebruik van wolfraam in plaats van koolstof in de divertor. Wolfraam heeft het hoogste smeltpunt van alle metalen. Het succes van KSTAR bij het langdurig handhaven van de H-modus is grotendeels te danken aan deze upgrade. "Vergeleken met eerdere koolstofdivertors ervaart de nieuwe wolfraamdivertor slechts een stijging van 25% in oppervlaktetemperatuur bij dezelfde thermische belasting. Dit biedt aanzienlijke voordelen voor hoogthermische energietoepassingen met lange pulsen", aldus NST.

Het succes van de wolfraamdiverter zou waardevolle gegevens kunnen opleveren voor het International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)-project. ITER is een internationaal megafusieproject van $ 21,5 miljard dat in Frankrijk wordt ontwikkeld met de deelname van tientallen landen, waaronder Zuid-Korea, China, de VS, EU-landen en Rusland. ITER zal naar verwachting in 2025 voor het eerst plasma produceren en in 2035 in gebruik worden genomen. Wolfraam zal worden gebruikt in de diverter van deze reactor.

Thu Thao (volgens Interesting Engineering )

Bronlink