Штучне Сонце. Корейський термоядерний реактор встановив новий рекорд

26 листопада 2021, 15:42
Експериментальне обладнання KSTAR (Фото:National Fusion Research Institute)

Експериментальне обладнання KSTAR (Фото:National Fusion Research Institute)

Установка під назвою Корейське передове дослідження надпровідних токамаків (KSTAR) побила рекорд термоядерного синтезу, утримавши плазму з температурою 100 млн. градусів протягом 30 секунд.

Таким чином, попередній рекорд цієї установки щодо утримання плазми був перевищений на 10 секунд, зазначили корейські фізики.

Глибоко всередині зірок, таких як наше Сонце, гравітація та високі температури дають простим елементам, таким як водень, енергію, необхідну їм, щоб подолати відштовхування їхніх ядер та змусити їх стиснутися у більші атоми. Результатом цього ядерного синтезу є важчі елементи, кілька нейтронів та багато тепла.

Відео дня

На Землі ми можемо досягти аналогічних результатів, замінивши силу тяжіння на тепло. Теоретично люди зможуть отримати з атомів достатньо тепла, щоб підтримувати ядерну реакцію, з достатньою кількістю тепла, яку можна відвести для отримання енергії. Але щоб змусити цю шалено гарячу плазму залишатися на місці досить довго, щоб використовувати її джерело тепла для стійкого джерела енергії, потрібно вирішити безліч технічних завдань.

KSTAR — лише один з небагатьох випробувальних центрів по всьому світу, які намагаються згладити вигини технології обробки плазми, яка називається токамаком.

У 2016 році KSTAR показав рекордну температуру плазми — 50 млн градусів Цельсія протягом 70 секунд. Через рік цей рекорд побив китайський надпровідний токамак EAST — він утримував плазму такої самої температури протягом 102 секунд.

Однак завдання термоядерних реакторів — розігрівати плазму до 100 з лишком мільйона градусів, і в 2018 році KSTAR досягнув цієї мети, хоч і на півтори секунди. Через рік час утримання збільшився до 8 секунд за тієї ж температури, а минулого грудня було встановлено світовий рекорд — 20 секунд.

За рік команда KSTAR змогла покращити своє досягнення до 30 секунд. Допомогла оптимізація умов магнітного поля та систем нагріву.

Тепер корейські вчені збираються провести модернізацію джерела енергоживлення та встановити вольфрамовий дівертор для запобігання зростанню температури внутрішніх стінок камери токамака. Ці заходи мають дозволити збільшити час утримання плазми до 300 секунд до 2026 року.

Додамо, термоядерні реактори все ще є експериментальними, проте потенційно вони зможуть виробляти більше енергії, ніж за допомогою розподілу; при цьому вони є безпечними та екологічними, адже вони не виділяють радіоактивні елементи в результаті синтезу.

Безпека є одним із ключових переваг термоядерних реакторів. Новий Чорнобиль неможливий в умовах термоядерної реакції, адже у разі будь-яких проблем плазма миттєво згасає та остигає, а ядерні реакції зупиняються.

Раніше НВ писав, що Фредерік Бордрі, колишній співробітник ЦЕРН, упевнений, що у 2030 році ми не матимемо термоядерної енергії в електромережах, оскільки технологія все ще не готова. Більше того, дослідникам доведеться пройти через різні бюрократичні процедури на кшталт ліцензування технології, вивчення її безпеки та оцінки управління відходами.

Бордрі готовий «поставити чималу суму», що синтез буде корисним як мінімум через 30−40 років.

Проте останні дослідження вчених, а також масштабування досліджень, розробок та технологій показують, що ядерний синтез — це не утопія, як вважалося раніше.

«Я переконаний, що рано чи пізно ми зламаємо цю технологію. І це повністю змінить світ», — каже Кріс Келсалл, виконавчий директор Tokamak Energy.

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X