Мировой рекорд. Установка для ядерного синтеза проработала 20 секунд

28 декабря 2020, 10:11

Исследовательский центр KSTAR в Корейском институте термоядерной энергии (KFE) объявил, что инженерам удалось добиться непрерывной работы установки в течение 20 секунд.

При этом температура плазмы была выше 100 млн градусов, что является одним из основных условий ядерного синтеза, отметили в KSTAR.

Это достижение побило предыдущий результат в 8 секунд, который KSTAR Plasma Campaign установила в 2019 году. В эксперименте 2018 года KSTAR впервые достиг температуры ионов плазмы 100 млн градусов (время удерживания: около 1,5 секунд).

Видео дня

Чтобы воссоздать термоядерные реакции, которые происходят на Солнце на Земле, изотопы водорода должны быть помещены внутрь термоядерного устройства, такого как KSTAR, чтобы создать состояние плазмы, в котором ионы и электроны разделены, а ионы должны нагреваться и поддерживаться при высоких температурах.

До сих пор были другие термоядерные устройства, которые кратковременно управляли плазмой при температуре 100 миллионов градусов или выше. Ни один из них не преодолел барьер поддержания операции в течение 10 секунд и более. Это предел работы устройства с нормальной проводимостью, и было трудно поддерживать стабильное состояние плазмы в термоядерном устройстве при таких высоких температурах в течение длительного времени.

В своем эксперименте 2020 года KSTAR улучшил характеристики режима внутреннего транспортного барьера (ITB), одного из режимов работы плазмы следующего поколения, разработанного в прошлом году и позволившего поддерживать состояние плазмы в течение длительного периода времени.

Директор Исследовательского центра KSTAR в KFE Си-Ву Юн пояснил: «Технологии, необходимые для длительных операций с 100-миллионной плазмой, являются ключом к реализации термоядерной энергии, а также успехом KSTAR в поддержании высокотемпературной плазмы. Эти секунды станут важным поворотным моментом в гонке за обеспечение технологий для длительной высокопроизводительной плазменной операции, критического компонента коммерческого ядерного термоядерного реактора в будущем».

Конечная цель KSTAR — добиться к 2025 году непрерывной работы в течение 300 секунд с ионной температурой выше 100 миллионов градусов.

Отметим, атомный реактор отличается от термоядерного тем, что в первом тяжелые ядра распадаются на легкие за счет их бомбардировки нейтронами. Такой процесс высвобождает огромное количество энергии, вызывая цепную реакцию, которая может быть опасной, если ядерный распад выйдет из-под контроля.

В случае с термоядерным синтезом, легкие ядра, наоборот, объединяются в тяжелые за счет их нагревания до чрезвычайно высоких температур. Такой процесс не приводит к цепной реакции, имеет гораздо более высокую удельную плотность энергии и по его окончанию не остается радиоактивных отходов. Но осуществить термоядерный синтез чрезвычайно сложно и дорого.

Ранее НВ писал, что в июле 2020 года ученые из Индии заявили о подготовке главной детали термоядерного реактора ITER — криостата. Сам реактор планируют открыть в 2025-м.

В создании реактора принимают участие все страны ЕС, Индия, Китай, Южная Корея, Россия, США, Япония и Казахстан. Несколько лет назад дату окончания постройки ITER перенесли на 2025 год, а общая стоимость проекта выросла до 19 млрд евро.

Ключевым элементом будущего реактора должен стать герметичный криостат и вакуумная камера, которые смогут поддерживать процесс термоядерного синтеза и свободное течение плазмы внутри них. Эта плазма будет нагреваться до температур в миллионы градусов Цельсия.

Индийские участники проекта ITER заявили о завершении строительства этого криостата. Устройство представляет собой самую большую в мире камеру высокого давления из нержавеющей стали.

poster
Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Техно
Рассылка о том как технологии изменяют мир
Каждый понедельник

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X