Южнокорейският термоядрен реактор KSTAR успя да нагрее плазмата до 100 милиона градуса по Целзий

Корейският институт за ядрен синтез е инсталирал нов дивертор (превключвател на потока) в токамака KSTAR, който позволява на това „изкуствено слънце“ да поддържа високи температури на йоните, надхвърлящи 100 милиона градуса по Целзий, за по-дълъг период от време.

KSTAR е наречен „изкуствено слънце“, тъй като в него се извършва термоядрен синтез – същата реакция, която захранва нашата звезда – и беше завършен през 2007 г., а през 2008 г. произведе първата си плазма. Той е около три пъти по-малък от експерименталния реактор ITER, който се изгражда във Франция. И двата реактора са токамаци – устройства с форма на тор, в които термоядреният синтез се осъществява с помощта на плазма – електрически зареден газ, нагрят до свръхвисоки температури и налягания.

KSTAR използва нов дивертор, който се намира в долната част на токамака и отстранява отработения газ и примесите от реактора. Диверторът е плазмен контактен елемент, което означава, че се намира вътре в токамака и изпитва цялото натоварване на вътрешната топлина на повърхността. Благодарение на това в момента в KSTAR са възможни плазмени операции с продължителност около 30 секунди. Учените се надяват, че до края на 2026 г. новият дивертор ще позволи извършването на подобни операции в продължение на 300 секунди.

Първоначално KSTAR използваше въглероден дивертор, но през 2018 г. учените започнаха работа по създаването на волфрамов дивертор за този токамак. Точката на топене на волфрама е по-висока от тази на въглерода и подобрява наполовина границата на топлинното натоварване на реактора, заяви Националният съвет за научни изследвания на Корея. Прототипът на новия дивертор е завършен през 2021 г., а инсталирането му приключи в края на миналата година.

„В KSTAR инсталирахме волфрамов дивертор – същият избор, направен и за ITER. Ще се постараем да допринесем за получаването на необходимите нови данни, които биха могли да се използват от ITER, по време на експериментите в KSTAR“ – заяви президентът на KFE Suk JYU

Изследванията в областта на термоядрения синтез се развиват бавно, но сигурно. През 2022 г. учените от Националната лаборатория „Лорънс“ за първи път успяха да получат положителен енергиен добив от термоядрена реакция. Все още има да се извърви дълъг път, преди да тази технология да се приложи на практика като надежден енергиен източник без въглеродни емисии. Експериментът от 2022 г. беше свързан с редица уговорки, но въпреки това показа, че в тази област има развитие.

Първата синтезирана плазма в ITER се очаква през 2025 г., а първият практически термоядрен синтез е планиран за 2035 г. Въпреки това сроковете за изграждане на реактора вече бяха отлагани няколко пъти, а цената му нарасна от около 5 млрд. евро през 2006 г. на над 20 млрд. евро, съобщава Scientific American, така че явно ще чакаме още дълго.

Но днес токамакът се радва на светли перспективи. Миналия месец беше тържествено открит шестетажният токамак JT-60SA в Япония. Според оценките на специалистите по проекта, ще са необходими две години, за да се произведе плазмата, необходима за експериментите. По данни на МААЕ в света вече работят над 50 токамака.

Според данните на Съвета за научни изследвания експериментите с новия волфрамов дивертор на KSTAR ще продължат до февруари. През това време учените ще тестват стабилността на експерименталната среда и способността ѝ продължително време да поддържа плазма с температура 100 млн. градуса.