Корейский сверхпроводящий токамак (KSTAR) - это передовой проект в области исследований ядерного синтеза. Несколько дней назад эта конструкция в очередной раз отличилась, установив новые рекорды по устойчивой температуре термоядерного синтеза и времени удержания плазмы. Принцип термоядерного синтеза
В термоядерных реакторах магнитные поля удерживают плазму — ионизированный газ, состоящий из ядер и свободных электронов, — в небольшом пространстве. При благоприятных условиях ядра водорода в плазме сливаются с образованием гелия, выделяя энергию. Эта энергия может быть восстановлена и преобразована в электричество, обеспечивая чистый и практически неограниченный источник энергии.
Одним из таких реакторов является Корейский сверхпроводящий токамак (KSTAR), также известный как Корейское искусственное солнце. На протяжении многих лет KSTAR постепенно улучшал свои показатели в управляемом ядерном синтезе. В 2018 году команде впервые удалось достичь температуры в 100 миллионов градусов Цельсия, но лишь на 1,5 секунды. Через год это время было увеличено до 8 секунд, а затем до 20 секунд в 2020 году. В 2021 году был установлен новый рекорд, когда плазма поддерживалась при такой температуре в течение полуминуты.
С тех пор команда Корейского института термоядерной энергии (KFE) значительно усовершенствовала устройство. В частности, была построена новая вольфрамовая отводящая среда, которая позволила увеличить продолжительность поддержания плазмы при температуре 100 миллионов градусов Цельсия. Теперь KSTAR может выдерживать такую температуру в течение 48 секунд.
Также утверждается, что KSTAR способен поддерживать горячую плазму в режиме высокой конфайнментации (H-режим) в течение 102 секунд. Когда мы говорим о поддержании температуры в 100 миллионов градусов Цельсия в течение 48 секунд, это означает, что реактору удалось достичь этой чрезвычайно высокой температуры и поддерживать ее в течение этого определенного периода времени. Это показатель способности реактора нагреть плазму до температуры ядерного синтеза за определенный период времени.
В отличие от этого, поддержание горячей плазмы в режиме высокого удержания (H-режим) в течение 102 секунд означает способность реактора поддерживать плазму при высокой температуре, сохраняя при этом оптимальные условия магнитного удержания. H-режим - это особый режим работы, в котором реактору удается поддерживать более стабильные и продолжительные термоядерные характеристики. Это демонстрирует не только способность нагревать плазму, но и поддерживать ее стабильной и горячей в определенном режиме работы. Конечной целью корейской команды является продление этого времени и достижение 300 секунд горения плазмы к концу 2026 года.
Помимо отдельных достижений, KSTAR является неотъемлемой частью глобальных исследований в области ядерного синтеза. Такие проекты, как Объединенный европейский торус (JET), дополняют усилия по изучению и освоению этой перспективной технологии. Эти экспериментальные реакторы служат испытательными стендами для крупномасштабных прототипов, таких как ИТЭР. Последний, рассчитанный на выработку в десять раз больше энергии, чем потребляет, будет введен в эксплуатацию через несколько лет.