Reaktor fuzyjny jest 7 razy gorętszy niż jądro Słońca

[reklama_1]

Korea Południowa Dzięki zastosowaniu nowego dywerstera wolframowego reaktor fuzyjny KSTAR z powodzeniem utrzymywał temperaturę 100 milionów stopni Celsjusza przez 48 sekund.

Reaktor termojądrowy KSTAR w Korei Południowej. Zdjęcie: KFE — Reaktor termojądrowy KSTAR w Korei Południowej. Zdjęcie: *KFE*

Reaktor termojądrowy KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) należący do Korea Institute of Fusion Energy (KFE) po raz pierwszy osiągnął temperaturę 100 milionów stopni Celsjusza. Osiągnięcie to miało miejsce w okresie testowym od grudnia 2023 do lutego 2024 roku, co stanowi nowy rekord w projekcie KSTAR.

Reaktor KSTAR z powodzeniem utrzymywał temperaturę 100 milionów stopni Celsjusza przez 48 sekund. Tymczasem temperatura jądra Słońca wynosi 15 milionów stopni Celsjusza. Ponadto reaktor utrzymywał również tryb wysokiej temperatury granicznej (tryb H) przez ponad 100 sekund. Tryb H to zaawansowany tryb pracy w fuzji magnetycznie ograniczonej ze stabilnym stanem plazmy.

Reakcje fuzji naśladują proces, który wytwarza światło i ciepło z gwiazd. Proces ten polega na łączeniu wodoru i innych lekkich pierwiastków, co prowadzi do uwolnienia ogromnych ilości energii. Eksperci mają nadzieję, że reaktory fuzyjne pozwolą na stworzenie nieograniczonego źródła energii elektrycznej bez emisji dwutlenku węgla.

Według Narodowej Rady Badań Naukowych i Technologii (NST), kluczowe jest stworzenie technologii, która pozwoli utrzymać wysokie temperatury i plazmę o wysokiej gęstości, zapewniając najbardziej wydajne reakcje syntezy jądrowej przez długi czas. Sekretem tych wielkich osiągnięć, jak twierdzi NST, jest wolframowy diverter. Jest to kluczowy element znajdujący się na dnie zbiornika próżniowego w urządzeniu do syntezy magnetycznej, odgrywający kluczową rolę w wypychaniu gazów odpadowych i zanieczyszczeń z reaktora, jednocześnie wytrzymując duże obciążenie cieplne powierzchni.

Zespół KSTAR zdecydował się na zastosowanie wolframu zamiast węgla w divertorze. Wolfram ma najwyższą temperaturę topnienia spośród wszystkich metali. Sukces KSTAR w utrzymywaniu trybu H przez dłuższy czas jest również w dużej mierze zasługą tej modernizacji. „W porównaniu z poprzednimi divertorami węglowymi, nowy divertor wolframowy charakteryzuje się jedynie 25% wzrostem temperatury powierzchni przy tym samym obciążeniu cieplnym. Zapewnia to znaczące korzyści w przypadku operacji wymagających dużej mocy cieplnej i długich impulsów” – wyjaśnił NST.

Sukces wolframowego diwertera może dostarczyć cennych danych dla projektu Międzynarodowego Eksperymentalnego Reaktora Termojądrowego (ITER). ITER to międzynarodowy megaprojekt fuzji jądrowej o wartości 21,5 miliarda dolarów, realizowany we Francji z udziałem kilkudziesięciu krajów, w tym Korei Południowej, Chin, Stanów Zjednoczonych, krajów UE i Rosji. Oczekuje się, że ITER po raz pierwszy osiągnie plazmę w 2025 roku, a jego uruchomienie nastąpi w 2035 roku. Wolfram zostanie wykorzystany w diwerterze tego reaktora.

Thu Thao (według Interesting Engineering )

Link źródłowy