Koreas ‘kunstige sol’-reaktor har skapte overskrifter denne uken ved offisielt å opprettholde plasma ved en temperatur på 100 millioner grader Celsius i mer enn 20 sekunder.
Teamet på Korea superledende Tokamak Advanced Research (KSTAR) enheten nådde en ionetemperatur på over 100 millioner grader Celsius (180 millioner grader Fahrenheit).
I følge Ny vitenskapsmann, reaksjonen ble først stoppet etter 30 sekunder på grunn av maskinvarebegrensninger.
KSTAR bruker magnetiske felt for å generere og stabilisere ultravarmt plasma, med det endelige målet å lage kjernefysisk fusjonskraft en realitet.
Du kan se opptakene nedenfor som viser reaktoren kjørt over 24 sekunder, og oppnår en temperatur på mer enn 10^8 Kelvin – som tilsvarer mer eller mindre 100 millioner grader Celsius.
frameborder=”0″ allow=”akselerometer; Auto spill; utklippstavle-skrive; krypterte medier; gyroskop; bilde-i-bilde” tillat fullskjerm>
En av KSTAR-undersøkelseners, Yong-Su Na, fortalte Matthew Sparkes fra Ny vitenskapsmann at lengre perioder skal være mulig i fremtiden etter oppgraderinger av enheten.
Dette er en spennende prestasjon med god grunn – en potensielt ubegrenset kilde til ren energi som kan forandre måten vi driver livene våre på, hvis vi kan få det til å fungere etter hensikten.
Men det er også verdt å merke seg at dette fremskrittet fra KSTAR ikke nødvendigvis er en helt ny rekord, slik noen medier hevder.
Faktisk kunngjorde KSTAR dette gjennombruddet tilbake i 2020, og vi rapporterte om det den gangen. Det som har endret seg nå er at papiret deres om forskningen har blitt fagfellevurdert og har nettopp blitt det publisert i Natur.
Imidlertid har KSTAR-teamet i årene siden har slått sin egen rekordog Kinas ‘kunstige sol’ kjent som ØST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak eller HT-7U) har gått videre til knuse begge disse.
I 2021 nådde det kinesiske vitenskapsakademiets fusjonsmaskin 120 millioner grader Celsius (216 millioner grader Fahrenheit) og klynget seg til den i 101 sekunder.
Det er ikke dermed sagt at KSTAR-prestasjonen fortsatt ikke er enorm og verdt å dele og feire.
Før dette gjennombruddet hadde ikke terskelen på 100 millioner grader blitt brutt på mer enn 10 sekunder.
KSTAR. (Korea Institute of Fusion Energy)
“Teknologiene som kreves for lange operasjoner med 100 millioner grader plasma er nøkkelen til realiseringen av fusjonsenergi,” sa kjernefysiker Si-Woo Yoondirektør ved KSTAR Research Center ved Korea Institute of Fusion Energy (KFE) tilbake i 2020.
“KSTARs suksess med å opprettholde høytemperaturplasmaet i 20 sekunder vil være et viktig vendepunkt i kappløpet om å sikre teknologiene for langvarig høyytelses plasmaoperasjon, en kritisk komponent i en kommersiell kjernefysisk fusjon reaktor i fremtiden.”
Nøkkelen til spranget til 20 sekunder var en oppgradering til modusene Internal Transport Barrier (ITB) inne i KSTAR. Disse modusene er ikke helt forstått av forskere, men på det enkleste nivået bidrar de til å kontrollere inneslutningen og stabiliteten til kjernefusjonsreaksjonene.
KSTAR er en tokamak-stil reaktorlik den som nylig gikk på nettet i Kina, og slo sammen atomkjerner for å skape disse enorme mengdene energi (i motsetning til kjernefysisk fisjon brukt i kraftverk, som splitter atomkjerner fra hverandre).
Fusjonsenheter som KSTAR bruker hydrogenisotoper for å skape en plasmatilstand der ioner og elektroner separeres, klare for oppvarming – de samme fusjonsreaksjonene som skjer på solen, derav kallenavnet disse reaktorene har fått.
Foreløpig har det vist seg å være utfordrende å opprettholde høye nok temperaturer over en lang nok periode til at teknologien er levedyktig. Forskere kommer til å trenge å slå flere rekorder som dette for at atomfusjon skal fungere som en kraftkilde – som løper av ikke mer enn sjøvann (en kilde til hydrogenisotoper) og produsere minimalt med avfall.
Til tross for alt arbeidet som ligger foran for å få disse reaktorene til å produsere mer energi enn de forbruker, har fremgangen vært oppmuntrende. Innen 2025 ønsker ingeniørene ved KSTAR å ha overskredet 100 millioner graders grensen i en periode på 300 sekunder.
“Ionetemperaturen på 100 millioner grader oppnådd ved å muliggjøre effektiv oppvarming av kjerneplasma over så lang varighet demonstrerte den unike egenskapen til den superledende KSTAR-enheten, og vil bli anerkjent som et overbevisende grunnlag for fusjonsplasmaer med høy ytelse, stabil tilstand.” sa kjernefysiker Young-Seok Parkfra Columbia University, tilbake i 2020.
Forskningen er publisert i Natur.
Deler av denne artikkelen ble først publisert i desember 2020.