Он поддерживал температуру в 100 миллионов градусов в течение самого долгого времени.
Корейский сверхпроводящий токамак (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research, или KSTAR) — один из самых передовых испытательных термоядерных реакторов на планете. Прозванный “корейским искусственным солнцем”, он продемонстрировал устойчивую температуру термоядерного синтеза в течение почти минуты и способность удерживать чрезвычайно горячую плазму в течение более 100 секунд.
Термоядерный синтез — это то, что питает звезды, но в звездах он происходит при более низких температурах, чем те, которые необходимы нам на Земле. Причина в том, на звездах условия для термоядерного синтеза естественным образом создаются благодаря мощнейшей гравитационной силе, однако без этой силы для запуска реакции необходима температура даже выше, чем внутри Солнца. Поэтому температура, необходимая на Земле для системы «Токамак» — реактора в форме пончика, — примерно в семь раз выше температуры в ядре Солнца: 100 миллионов °C.
Специалисты KSTAR впервые достигли этого порога в 2018 году, но лишь на 1,5 секунды. Через год они смогли поддерживать плазму такой температуры уже в течение 8 секунд, а в 2020 году увеличили этот показатель до 20 секунд. Последний рекорд был установлен в 2021 году, когда плазма оставалась горячей в течение 30 секунд. С тех пор команда Корейского института термоядерной энергии (KFE) модернизировала устройство, создав новый вольфрамовый дивертор, и смогла поддерживать температуру дольше.
Теперь KSTAR может поддерживать температуру 100 миллионов °C в течение 48 секунд, а горячую плазму в режиме высокого удержания (также известном как H-режим) — в течение 102 секунд. Цель — достичь 300 секунд горения плазмы к концу 2026 года.
«Несмотря на то, что это первый эксперимент с новыми вольфрамовыми диверторами, тщательное тестирование оборудования и подготовка к испытанию позволили нам за короткий срок достичь результатов, превосходящих предыдущие рекорды KSTAR», — сказал в своем заявлении доктор Си-Ву Юн, директор исследовательского центра KSTAR.
«Для достижения конечной цели работы KSTAR мы планируем последовательно улучшать характеристики устройств нагрева и возбуждения тока, а также обеспечивать безопасность основных технологий, необходимых для высокопроизводительных операций с длинноимпульсной плазмой».
Помимо вольфрамовых диверторов, вся система была проверена на поведение в режиме термоядерного синтеза. Такие программы, как KSTAR или Объединенный европейский торус (JET), на котором недавно тоже был побит очередной рекорд, являются испытательными полигонами как для нашей способности синтезировать энергию с помощью токамака, так и для технологии, необходимой для того, чтобы сделать термоядерный синтез достижимым, эффективным и устойчивым.
KSTAR и JET — это реакторы-первопроходцы, прокладывающие путь к таким проектам, как ITER и DEMO, которые являются полномасштабными прототипами реакторов ядерного синтеза. ITER будет запущен в следующем году и должен вырабатывать в 10 раз больше энергии, чем расходует. Его преемник, DEMO, будет вырабатывать электричества в 25 раз больше затраченной энергии.
«Это исследование — зеленый свет для приобретения основных технологий, необходимых для термоядерного реактора DEMO», — добавил президент KFE доктор Сук Чжэ Ю. «Мы сделаем все возможное, чтобы получить основные технологии, необходимые для работы ITER и строительства будущих реакторов DEMO».
Ожидается, что строительство реактора DEMO начнется в ближайшее время, поскольку строительные планы должны быть завершены в этом году.
Читайте также: Мы “близки” к созданию термоядерной энергии уже 50 лет. Когда же это произойдет на самом деле?
