Zusammengesetztes Bild, das den Korean Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) und das erzeugte Plasma zeigt. (KSTAR/Korea Institute of Fusion Energy)) Koreas „künstlicher Sonnen“-Reaktor hat machte Schlagzeilen Diese Woche wurde das Plasma offiziell für mehr als 20 Sekunden auf einer Temperatur von 100 Millionen Grad Celsius gehalten.
Das Team der Korea Supraleitende Tokamak-Fortschrittsforschung (KSTAR)-Gerät erreichte eine Ionentemperatur von über 100 Millionen Grad Celsius (180 Millionen Grad Fahrenheit).
Entsprechend Neuer Wissenschaftler, Aufgrund von Hardwareeinschränkungen wurde die Reaktion erst nach 30 Sekunden gestoppt.
KSTAR nutzt Magnetfelder, um ultraheißes Plasma zu erzeugen und zu stabilisieren, mit dem ultimativen Ziel, es herzustellen Kernfusionsenergie eine Wirklichkeit.
Sie können das Filmmaterial unten sehen, das zeigt, wie der Reaktor über 24 Sekunden läuft und eine Temperatur von mehr als 10 °C erreicht ^ 8 Kelvin – was in etwa 100 Millionen Grad Celsius entspricht.
Einer der KSTAR-Forscher rs, Yong-Su Na, erzählte Matthew Sparkes von Neuer Wissenschaftler dass nach Upgrades des Gerätes in Zukunft längere Zeiträume möglich sein sollten.
Dies ist aus gutem Grund eine aufregende Errungenschaft – eine potenziell unbegrenzte Quelle sauberer Energie, die die Art und Weise, wie wir unser Leben mit Energie versorgen, verändern könnte, wenn wir sie wie vorgesehen zum Laufen bringen.
Es ist aber auch erwähnenswert, dass dieser Fortschritt von KSTAR nicht unbedingt ein brandneuer Rekord ist, wie einige Medien behaupten.
Tatsächlich kündigte KSTAR diesen Durchbruch bereits im Jahr 2020 an wir haben damals darüber berichtet . Was sich jetzt geändert hat, ist, dass ihr Artikel über die Forschung einem Peer-Review unterzogen wurde und dies gerade erst der Fall war veröffentlicht in Natur.
Doch in den letzten Jahren hat das KSTAR-Team hat seinen eigenen Rekord gebrochen und Chinas „künstliche Sonne“, bekannt als OST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak oder HT-7U) ist weitergegangen zerschmettere beides .
Im Jahr 2021 erreichte die Fusionsmaschine der Chinesischen Akademie der Wissenschaften 120 Millionen Grad Celsius (216 Millionen Grad Fahrenheit) und hielt daran fest 101 Sekunden.
Das heißt nicht, dass der Erfolg von KSTAR nicht immer noch riesig und es wert wäre, geteilt und gefeiert zu werden.
Vor diesem Durchbruch war die 100-Millionen-Grad-Marke nicht länger als 10 Sekunden überschritten worden.
Der KSTAR. (Koreaisches Institut für Fusionsenergie)
„Die Technologien, die für den Langzeitbetrieb von 100 Millionen Grad heißem Plasma erforderlich sind, sind der Schlüssel zur Realisierung der Fusionsenergie“, sagte der Kernphysiker Si-Woo Yoon , im Jahr 2020 Direktor des KSTAR Research Center am Korea Institute of Fusion Energy (KFE).
„Der Erfolg des KSTAR bei der Aufrechterhaltung des Hochtemperaturplasmas für 20 Sekunden wird ein wichtiger Wendepunkt im Wettlauf um die Sicherung der Technologien für den langen Hochleistungsplasmabetrieb sein, einer entscheidenden Komponente eines Werbespots.“ Kernfusion Reaktor in der Zukunft.'
Der Schlüssel zum Sprung auf 20 Sekunden war ein Upgrade der Internal Transport Barrier (ITB)-Modi im KSTAR. Diese Modi sind nicht vollständig verstanden von Wissenschaftlern entwickelt, aber auf der einfachsten Ebene helfen sie dabei, den Einschluss und die Stabilität der Kernfusionsreaktionen zu kontrollieren.
Der KSTAR ist ein Reaktor im Tokamak-Stil , ähnlich wie kürzlich ging in China online Dabei werden Atomkerne verschmelzen, um diese enormen Energiemengen zu erzeugen (im Gegensatz zur Kernspaltung in Kraftwerken, bei der Atomkerne gespalten werden).
Fusionsgeräte wie KSTAR verwenden Wasserstoffisotope, um einen Plasmazustand zu erzeugen, in dem Ionen und Elektronen getrennt und zum Erhitzen bereit sind – die gleichen Fusionsreaktionen, die auf der Sonne stattfinden, daher der Spitzname, den diese Reaktoren erhalten haben.
Bisher hat es sich als Herausforderung erwiesen, die Temperaturen über einen ausreichend langen Zeitraum aufrechtzuerhalten, damit die Technologie funktionsfähig ist. Wissenschaftler müssen noch mehr Rekorde wie diesen brechen, damit die Kernfusion als Energiequelle funktioniert – und zwar mit kaum mehr als Meerwasser ( eine Quelle für Wasserstoffisotope ) und minimale Abfallproduktion.
Trotz aller Arbeit, die vor uns liegt, um diese Reaktoren dazu zu bringen, mehr Energie zu produzieren, als sie verbrauchen, gibt es Fortschritte war ermutigend . Bis 2025 wollen die Ingenieure von KSTAR die 100-Millionen-Grad-Marke für einen Zeitraum von 300 Sekunden überschreiten.
„Die durch die effiziente Kernplasmaerwärmung über einen so langen Zeitraum erreichte Ionentemperatur von 100 Millionen Grad demonstrierte die einzigartige Leistungsfähigkeit des supraleitenden KSTAR-Geräts und wird als überzeugende Grundlage für leistungsstarke, stationäre Fusionsplasmen anerkannt.“ sagte der Kernphysiker Young-Seok Park , von der Columbia University, im Jahr 2020.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Natur .
Teile dieses Artikels wurden erstmals im Dezember 2020 veröffentlicht.