Пробив в областта на ядрения синтез: Модернизираха корейското "изкуствено слънце"

Ю жнокорейската машина за "изкуствено слънце" току-що беше снабдена с оборудване, което може да ѝ позволи да генерира високотемпературна плазма с температура над 100 милиона градуса по Целзий за още по-дълъг период от време.  

Корейският свръхпроводящ токамак за напреднали изследвания (KSTAR) е експериментално устройство, разположено в Даежон, Южна Корея. Задачата му е да осигури невероятно горещи условия, които биха били необходими за провеждане на устойчив ядрен синтез. 

Устройството KSTAR създава тези свръхвисоки температури с помощта на токамак - голям реактор с форма на поничка, който може да използва и контролира плазма - горещ, зареден газ, съставен от положителни йони и свободно движещи се електрони.  

South Korea’s Artificial Sun Is Cooking 100-Million-Degree Plasma pic.twitter.com/qa9qEui9IN

— Michael N. Nguyen (@MacMike1000) January 4, 2024

Изкуственото слънце за първи път достигна 100 милиона градуса по Целзий през 2018 г., като тази температура беше поддържана само 1,5 секунди. През 2019 г. този период беше удължен до 8 секунди, а през 2020 г. - до 20 секунди. Последният му рекорд, постигнат през 2022 г., успява да поддържа 100 милиона градуса по Целзий в продължение на 30 секунди. 

Съвсем наскоро устройството беше снабдено с куп нови подобрения, които биха могли да му позволят да поддържа тази умопомрачителна температура още по-дълго. Накратко, актуализацията включваше замяна на въглеродния дивертор с такъв, изработен от волфрам - материал, който се отличава с висока температура на топене. 

Експериментите с новата среда на волфрамовия дивертор ще продължат до февруари 2024 г. С помощта на новото оборудване екипът вече се стреми да постигне затопляне до 300 секунди до края на 2026 г.  

New Upgrade To Korea’s "Artificial Sun" May Lead To Nuclear Fusion Breakthroughhttps://t.co/mZ7RB686MH

— IFLScience (@IFLScience) January 4, 2024

Ядреният синтез се случва, когато две леки атомни ядра се комбинират, за да образуват по-тежко ядро, като в процеса се освобождава колосално количество енергия. Тази огромна енергия теоретично може да бъде уловена за производство на почти неограничени количества електроенергия.  

Това е процесът, който протича в сърцето на най-голямото устройство за термоядрен синтез в нашата Слънчева система - Слънцето. За разлика от центъра на звездите обаче плазмата на Земята се нуждае от изключително високи температури, за да се постигне ядрен синтез, тъй като не е компресирана от гравитацията. 

Тези високи температури са необходими, за да се осигури на ядрата достатъчно енергия за преодоляване на взаимното им електрическо отблъскване. Освен това плазмата трябва да бъде задържана от силни магнитни полета. Както можете да си представите, създаването на тези условия за продължителен период от време не е никак лесно.  

South Korea’s “artificial sun” KSTAR has been upgraded to “withstand temperatures six times hotter than the sun.” The KSTAR was outfitted with a new tungsten divertor, which should better facilitate extended fusion reactions.🔥 https://t.co/Bf7U1oSRrl

— Anthropocene Institute (@anthrop_inst) January 3, 2024

Това обаче не спира световните учени, които по обясними причини са нетърпеливи да овладеят ядрения синтез. Във Франция екипи от инженери и учени в момента изграждат Международния термоядрен експериментален реактор (ITER) - най-големия експеримент за термоядрен синтез в света. Последните подобрения в KSTAR ще допринесат допълнително за обогатяване на знанията ни за ядрения синтез и в крайна сметка ще бъдат използвани в експериментите на ITER. 

"В KSTAR приложихме дивертор с волфрамов материал, който е и изборът, направен в ITER. Ще се стремим да положим максимални усилия, за да получим необходимите данни за ITER чрез експериментите в KSTAR", заяви в изявление д-р Сук Дже Ю, президент на Корейския институт за термоядрена енергия.