Новини

Південнокорейський токамак KSTAR встановив світовий рекорд: вченим вдалося утримати плазму з температурою іонів понад 100 млн градусів Цельсія в магнітному полі протягом 20 секунд. Про це оголосив дослідний центр KSTAR в Корейському інституті термоядерної енергії (KFE) спільно з Сеульського національним університетом (SNU) та Колумбійським університетом США.

Для порівняння — новий китайський токамак HL-2M теоретично дозволить розігрівати плазму до 150 млн градусів, але утримати її буде здатний тільки близько 10 секунд.

Експериментальний термоядерний реактор KSTAR функціонує з 2008 року та виступає однією з небагатьох установок у світі, що володіють повністю надпровідними магнітними котушками (вони виконані зі станіда триніобію та ніобій-титану й охолоджуються до температури 4 Кельвіна). Фізики, що працюють з цим токамаком постійно збільшують час утримання та температуру плазми. Наприклад, торік їм вдалося досягти тільки 8 секунд, а в експерименті 2018 року KSTAR вперше досяг температури іонів плазми 100 млн градусів при часі утримання 1,5 секунди.

Щоб на Землі відтворити термоядерні реакції, які відбуваються на Сонці, ізотопи водню повинні бути поміщені всередину реактора на кшталт KSTAR, який дозволяє довести речовину до стану плазми — в ньому іони й електрони розділені, а іони нагріваються та підтримуються при дуже високих температурах.

По цей час інші термоядерні реактори короткочасно утримували плазму при температурі 100 млн градусів або вище. Жоден з них не подолав бар’єр, що дозволяє підтримувати операції протягом 10 та більше секунд. Це межа роботи пристрою з нормальною провідністю, і було важко підтримувати стабільний стан плазми в термоядерному реакторі при таких високих температурах протягом більш тривалого часу.

Щоб домогтися цього дослідники у своїх експериментах поліпшили показники режиму з внутрішнім транспортним бар’єром (ITB, Internal Transport Barrier). Директор Дослідницького центру KSTAR у KFE Сі-Ву Юн (Si-Woo Yoon) вважає досягнення важливою віхою у приборканні енергії плазми на шляху до створення в майбутньому комерційного термоядерного реактора. Очікується, що у 2021 році буде проведена заміна вуглецевих внутрішньо камерних елементів токамака на вольфрамові. І до 2025 року вчені сподіваються домогтися на KSTAR утримання плазми протягом 300 секунд.