Koreańskie sztuczne słońce rozgrzało się do 100 mln stopni

Specjaliści z Korei Południowej nie ukrywają, że ostro rywalizują z naukowcami z Chin, którzy rozwijają swój projekt reaktora fuzyjnego o nazwie HL-2M. Eksperci od energetyki sądzą, że pierwsze komercyjne sztuczne słońca mogą zostać wpięte do sieci energetycznych właśnie w Azji. Pomimo tego faktu, urządzenia o wiele wydajniejsze jako pierwsze pojawią się w Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii.

Celem prac Koreańczyków nad reaktorami fuzyjnymi jest wytworzenie plazmy o temperaturze 100 milionów stopni, czyli aż 7 razy większej od tej panującej wewnątrz Słońca, i podtrzymanie jej przez 300 sekund. Wówczas będzie można mówić o rewolucyjnym przełomie, dzięki któremu energia pozyskiwana z tej technologii zacznie być opłacalna. Naukowcy z KSTAR chcą tego dokonać do 2026 roku.

Tymczasem już teraz udało się pobić poprzedni rekord czasu utrzymania plazmy. Koreańczycy ogłosili, że ich reaktor rozgrzał plazmę do 100 milionów stopni i utrzymał reakcję przez 48 sekund, czyli o 20 sekund dłużej od rekordu z września 2022 roku. Przed 2020 rokiem, ten sam zespół doprowadził do utrzymania plazmy przez 55 sekund, a później 70 sekund, ale temperatura wynosiła 50 milionów stopni Celsjusza.

Niestety, Koreańczycy są o kilka kroków za Chińczykami. Tokamak HL-2M z Państwa Środka wytworzył plazmę o temperaturze 70 milionów stopni Celsjusza i utrzymał ją przez aż 1056 sekund (17 minut), a także plazmę o temperaturze 120 milionów stopni Celsjusza przez 101 sekund.

Zespół pod przewodnictwem Yonga-Su Na wykorzystał zmodyfikowaną technikę wewnętrznej bariery transportowej, dzięki czemu naukowcom udało się uzyskać znacznie mniejszą gęstość plazmy, ale jednocześnie zwiększona została jej temperatura aż do 100 milionów stopni. Naukowcy tłumaczą, że dzięki temu wydłużono żywotność całego sztucznego słońca, co jest ważne w procesie jego komercjalizacji.

Co ciekawe, tokamak KSTAR przez ostatnie dwa lata był wyłączony i trwały w nim prace modyfikacyjne. Naukowcy zastąpili elementy węglowe na ścianie reaktora materiałami wykonanymi z wolframu. Ma to się przełożyć bezpośrednio na jeszcze dłuższą żywotność całej konstrukcji przy gigantycznych temperaturach i dużo dłuższy czas pracy. Pierwsze efekty modyfikacji już owocują nowymi rekordami.

— Pomimo że jest to pierwszy eksperyment przeprowadzony z wolframowymi dywertorami, dokładne testy sprzętu i kampania przygotowawcza pozwoliły nam na uzyskanie w krótkim czasie rezultatów lepszych niż przy ostatnim rekordzie — mówi Si-Woo Yoon, dyrektor KSTAR Research Center. — Aby osiągnąć ostateczny cel działania KSTAR, planujemy kolejno zwiększać siłę ogrzewania i moc urządzeń napędzających plazmę, jak również wdrożyć kluczowe technologie potrzebne do uzyskania długich pulsów działania plazmy — dodał.

Nad sztucznymi słońcami obecnie pracuje na świecie kilka krajów. Jeden z największych projektów realizowanych jest obecnie we Francji. Powstaje tam ITER, europejski reaktor termojądrowy, który ma być gotowy w 2025 roku. Wówczas rozpoczną się testy, które potrwają przez 10 lat. Eksperci uważają, że dodatni bilans energetyczny uda się uzyskać w ITER w pierwszej połowie lat 30. XXI wieku. Co ciekawe, w projekcie biorą udział naukowcy z Polskiej Akademii Nauk.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!