Мечта об устойчивом ядерном синтезе и практически неограниченной энергии скоро может стать еще на один шаг ближе.
Южнокорейская установка “искусственное солнце” была недавно оснащена оборудованием, которое может позволить ей генерировать высокотемпературную плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов по Цельсию в течение еще более длительного времени.
Корейский сверхпроводящий токамак (KSTAR) – это экспериментальное устройство, расположенное в Тэджоне, Южная Корея. Его задача – создать невероятно жаркие условия, необходимые для устойчивого ядерного синтеза – могучего процесса, который происходит в Солнце и других звездах.
Устройство KSTAR “готовит” эти сверхвысокие температуры с помощью токамака – большого реактора в форме пончика, который может использовать и контролировать плазму – горячий заряженный газ, состоящий из положительных ионов и свободно движущихся электронов.
Впервые искусственное солнце достигло температуры в 100 миллионов градусов Цельсия в 2018 году, которую оно поддерживало всего 1,5 секунды. В 2019 году этот показатель был увеличен до 8 секунд, а в 2020 году – до 20 секунд. Последний рекорд, достигнутый в 2022 году, позволил поддерживать температуру 100 миллионов градусов Цельсия в течение 30 секунд.
Совсем недавно устройство получило ряд новых усовершенствований, которые позволят ему поддерживать эту умопомрачительную температуру еще дольше. Суть обновления заключается в замене углеродного дивертора на вольфрамовый – материал, который может похвастаться высокой температурой плавления и другими необходимыми качествами.
Эксперименты с использованием нового вольфрамового дивертора продлятся до февраля 2024 года. С помощью нового оборудования команда намерена достичь 300 секунд к концу 2026 года.
Ядерный синтез происходит, когда два легких атомных ядра объединяются в более тяжелое ядро, выделяя при этом колоссальное количество энергии. Теоретически эта огромная энергия может быть использована для производства практически неограниченного количества электричества.
Именно такой процесс происходит в самом большом термоядерном устройстве в нашей Солнечной системе – Солнце. Однако, в отличие от центра звезд, плазма на Земле нуждается в чрезвычайно высоких температурах для достижения ядерного синтеза, поскольку она не сжимается под действием гравитации звезды.
Эти высокие температуры нужны для того, чтобы обеспечить ядрам достаточно энергии для преодоления их взаимного электрического отталкивания. Плазма также должна удерживаться сильными магнитными полями. Как вы, несомненно, понимаете, создать такие условия на длительное время – задача не из легких.
Однако это не останавливает ученых всего мира, которые по понятным причинам стремятся освоить ядерный синтез. Во Франции команды инженеров и ученых в настоящее время собирают Международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER), крупнейший в мире термоядерный эксперимент. Последние обновления в KSTAR пополнят наши знания о ядерном синтезе и в конечном итоге будут использованы в экспериментах ITER.
“В KSTAR мы внедрили дивертор с вольфрамовым материалом, который также используется в ITER. Мы будем стремиться приложить все усилия для получения необходимых данных для ITER с помощью экспериментов KSTAR”, – говорится в заявлении д-ра Сук Чжэ Ю, президента Корейского института термоядерной энергии.
Читайте также: Китай обнаружил на Луне потрясающий кристалл и топливо для ядерного синтеза безграничной энергии