Közel a tudósok régi álma: minden eddiginél hosszabb ideig tartottak fenn 100 millió fokos plazmát kísérleti fúziós reaktorban

A Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) az egyik legfejlettebb fúziós tesztreaktor a világon. A koreai mesterséges napnak is nevezett berendezés mostanra már csaknem egy percen keresztül bizonyította a fúziós hőmérséklet fenntartását, és több mint 100 másodpercig képes rendkívül forró plazmát tartani.

A fúzió az, ami a csillagokat hajtja, de a csillagokban alacsonyabb hőmérsékleten történik, mint amire nekünk itt a Földön szükségünk van. Ez azért van, mert a gravitáció mindent összezsúfolva tart, így a fúzió nagyobb valószínűséggel következik be. Így a Földön egy Tokamak-rendszerhez - amely egy fánk alakú reaktor - szükséges hőmérséklet körülbelül hétszerese a Nap magjában uralkodó hőmérsékletnek, ami egy döbbenetes szám: 100 millió °C 

A KSTAR 2018-ban érte el először ezt a küszöbértéket, de csak 1,5 másodpercig. Egy évvel később már 8 másodpercig tudták ilyen forrón tartani a plazmát, 2020-ban pedig 20 másodpercre növelték ezt az értéket. Az utolsó rekord 2021-ben született, amikor fél percig tartották ilyen forrón a plazmát. Azóta a Korea Institute of Fusion Energy (KFE) csapata egy új volfrám divertor-környezet megépítésével továbbfejlesztette a berendezést, és tovább tolták a hőmérsékletet.

Most a KSTAR 48 másodpercig képes fenntartani a 100 millió °C-ot - és 102 másodpercig képes a forró plazmát a magas zárlatú üzemmódban (más néven H-módban) tartani. A cél az, hogy 2026 végére elérjék a 300 másodpercig tartó égő plazmát. 

"Annak ellenére, hogy ez volt az első kísérlet, amelyet az új volfrámterelők környezetében végeztünk, az alapos hardveres tesztelés és a kampány előkészítése lehetővé tette, hogy rövid idő alatt a korábbi KSTAR-rekordokat felülmúló eredményeket érjünk el"

- mondta Dr. Si-Woo Yoon, a KSTAR Kutatóközpont igazgatója egy nyilatkozatban.

"A KSTAR működésének végső céljának elérése érdekében azt tervezzük, hogy egymás után javítjuk a fűtő- és áramhajtó berendezések teljesítményét, és biztosítjuk a hosszú impulzusú, nagy teljesítményű plazmaüzemhez szükséges alapvető technológiákat is."

A volfrámterelőkön túl az egész rendszert tesztelték, hogy hogyan viselkedik a fúziós üzemmódban. 

A KSTAR és a JET úttörő reaktorok, amelyek előkészítik az utat az olyan prototípusok előtt, mint az ITER és a DEMO, amelyek a magfúziós reaktorok teljes körű prototípusai. Az ITER jövőre fog üzembe állni, és tízszer annyi energiát fog termelni, mint amennyit beletesznek. Utódja, a DEMO, elektromos áramot fog termelni, és 25-ször annyi energiát, mint amennyit beletesznek. 

"Ez a kutatás zöld utat ad a DEMO fúziós reaktorhoz szükséges alapvető technológiák megszerzéséhez"

- tette hozzá a KFE elnöke, Dr. Suk Jae Yoo.

"Mindent megteszünk annak érdekében, hogy biztosítsuk az ITER működéséhez és a jövőbeli DEMO-reaktorok építéséhez nélkülözhetetlen alaptechnológiákat."

forrás: iFLScience