Термоядерний реактор у 7 разів гарячіший за ядро Сонця

Південна Корея. Завдяки використанню нового вольфрамового дивертора, термоядерний реактор KSTAR успішно підтримував температуру 100 мільйонів градусів Цельсія протягом 48 секунд.

Південнокорейський термоядерний реактор KSTAR. Фото: KFE — Південнокорейський термоядерний реактор KSTAR. Фото: *KFE*

Термоядерний реактор на базі Корейського надпровідного токамака передових досліджень (KSTAR) Корейського інституту термоядерної енергії (KFE) вперше досяг температури 100 мільйонів градусів Цельсія. Це досягнення було здійснено протягом періоду випробувань з грудня 2023 року по лютий 2024 року, що стало новим рекордом для проєкту KSTAR.

KSTAR успішно підтримував температуру 100 мільйонів градусів Цельсія протягом 48 секунд. Тим часом температура ядра Сонця становить 15 мільйонів градусів Цельсія. Крім того, реактор також підтримував режим високої межі (режим H) протягом понад 100 секунд. Режим H – це вдосконалений робочий режим магнітно-утримуваного синтезу зі стабільним станом плазми.

Реакції синтезу імітують процес, який призводить до утворення світла та тепла від зірок. Процес включає об'єднання водню та інших легких елементів для вивільнення величезної кількості енергії. Експерти сподіваються використовувати термоядерні реактори для створення необмеженого джерела електроенергії без вуглецю.

За даними Національної дослідницької ради науки і технологій (NST), вкрай важливо створити технологію, яка може підтримувати високі температури та плазму високої щільності для найефективніших реакцій синтезу протягом тривалих періодів часу. Секрет цих великих досягнень, за словами NST, полягає у вольфрамовому диверторі. Це ключовий компонент у нижній частині вакуумного резервуара в магнітному термоядерному пристрої, який відіграє ключову роль у виштовхуванні відхідних газів та домішок з реактора, одночасно витримуючи велике поверхневе теплове навантаження.

Команда KSTAR перейшла на використання вольфраму замість вуглецю в диверторі. Вольфрам має найвищу температуру плавлення серед усіх металів. Успіх KSTAR у підтримці режиму H протягом триваліших періодів часу також значною мірою зумовлений цією модернізацією. «Порівняно з попередніми вуглецевими диверторами, новий вольфрамовий дивертор зазнає підвищення температури поверхні лише на 25% при тому ж тепловому навантаженні. Це забезпечує значні переваги для роботи з довгоімпульсною високою тепловою потужністю», – пояснили в NST.

Успіх вольфрамового дивертора може надати цінні дані для проекту Міжнародного термоядерного експериментального реактора (ITER). ITER – це міжнародний мегапроект з термоядерного синтезу вартістю 21,5 мільярда доларів, який розробляється у Франції за участю десятків країн, включаючи Південну Корею, Китай, США, країни ЄС та Росію. Очікується, що ITER вперше досягне плазми у 2025 році та розпочне роботу у 2035 році. У диверторі цього реактора буде використано вольфрам.

Тху Тхао (Згідно з Цікавою інженерією )

Посилання на джерело