Корейський термоядерний реактор побив рекорд, залишаючись у 7 разів гарячішим за ядро Сонця

Корейський надпровідний термоядерний реактор KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) – один з найсучасніших тестових термоядерних реакторів на планеті. Прозваний корейським штучним сонцем, він продемонстрував стійку температуру термоядерного синтезу протягом майже хвилини і здатність утримувати надзвичайно гарячу плазму протягом понад 100 секунд.

Термоядерний синтез – це те, що живить зірки, але в зірках він відбувається при нижчих температурах, ніж нам потрібно для цього на Землі. Це тому, що гравітація утримує все разом, тому термоядерний синтез більш імовірний. Отже, температура, необхідна на Землі для системи Tokamak – реактора у формі пончика – приблизно в сім разів перевищує температуру в ядрі Сонця: 100 мільйонів °C (180 мільйонів °F).

KSTAR вперше досягнув цього порогу у 2018 році, але лише на 1,5 секунди. Через рік вони змогли утримувати плазму на такій температурі протягом 8 секунд, а в 2020 році збільшили цей показник до 20 секунд. Останній рекорд був встановлений у 2021 році, коли плазма залишалася гарячою протягом півхвилини. Відтоді команда Корейського інституту термоядерної енергії (KFE) модернізувала пристрій, створивши нове вольфрамове диверторне середовище, і вони змогли підтримувати температуру довше.

Тепер KSTAR може підтримувати температуру 100 мільйонів °C протягом 48 секунд – і може утримувати гарячу плазму в режимі високої концентрації (також відомому як H-режим) протягом 102 секунд. Мета – досягти 300 секунд горіння плазми до кінця 2026 року.

“Незважаючи на те, що це перший експеримент, проведений в середовищі нових вольфрамових диверторів, ретельне тестування обладнання та підготовка кампанії дозволили нам за короткий період досягти результатів, що перевершують попередні рекорди KSTAR”, – сказав д-р Сі-Ву Юн, директор Дослідницького центру KSTAR, в своїй заяві.

“Щоб досягти кінцевої мети роботи KSTAR, ми плануємо послідовно підвищувати продуктивність нагрівальних і струмопідвідних пристроїв, а також убезпечити основні технології, необхідні для довгоімпульсних високопродуктивних плазмових операцій”.

Окрім вольфрамових диверторів, вся система була протестована на те, як вона поводиться в режимі термоядерного синтезу. Експерименти на кшталт KSTAR або Joint European Torus (JET), який нещодавно побив новий рекорд, є випробуваннями як нашої здатності здійснювати термоядерний синтез за допомогою токамака, так і технології, необхідної для того, щоб зробити термоядерний синтез досяжним, ефективним і стійким.

KSTAR і JET – це реактори-першовідкривачі, що прокладають шлях до таких прототипів, як ITER і DEMO, які є повномасштабними прототипами ядерних термоядерних реакторів. ITER буде запущено наступного року, і він має генерувати в 10 разів більше енергії, ніж було вкладено. Його наступник, DEMO, вироблятиме електроенергію і в 25 разів більше енергії, ніж було вкладено.

“Це дослідження дає зелене світло для придбання основних технологій, необхідних для термоядерного реактора DEMO”, – додав президент KFE, доктор Сук Дже Ю. “Ми зробимо все можливе, щоб отримати ключові технології, необхідні для роботи ITER і будівництва майбутніх реакторів DEMO”.

Очікується, що будівництво DEMO розпочнеться найближчим часом, оскільки плани будівництва планується завершити цього року.