Koreańskie sztuczne słońce rozgrzało się do 100 mln stopni Celsjusza

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 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.

Naukowcy właśnie przeprowadzili kolejny eksperyment, w trakcie którego udało się im wytworzyć plazmę o temperaturze ponad 100 milionów stopni Celsjusza i utrzymać ją przez 30 sekund. Tym samym potwierdzili oni rekord ustanowiony przez siebie w 2020 i 2021 roku. Wówczas reakcja trwała 20 i 30 sekund, zatem w krótkim czasie udało się wydłużyć ją o kolejne 10 sekund. Kilka lat temu, 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.

Obecnie tokamak KSTAR został wyłączony i w najbliższych miesiącach będzie modyfikowany. Naukowcy chcą zastąpić elementy węglowe na ścianie reaktora materiałami wykonanymi z wolframu. Ma to się przełożyć bezpośrednio na jeszcze dłuższą żywotność całej konstrukcji przy temperaturze 100 milionów stopni i dużo dłuższym czasie pracy.

W przyszłości sprawność sztucznych słońc będzie tysiące razy większa od nawet największych działających dziś elektrowni jądrowych, przy czym produkowany przezeń prąd będzie dużo tańszy, a cały proces jego uzyskania bezpieczniejszy i, co najważniejsze, w pełni przyjazny środowisku naturalnemu.

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.