«Искусственное Солнце» из Южной Кореи поддерживало плазму при температуре 100 миллионов градусов по Цельсию в течение 24 секунд. Реакция была остановлена из-за аппаратных ограничений.
Собственно, рекорд был поставлен еще в 2020 году, однако только 7 сентября этого года в журнале Nature состоялась официальная научная публикация результатов, сообщает ScienceAlert.
Реактор Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) использует магнитные поля для создания и стабилизации сверхгорячей плазмы. Конечная цель — сделать ядерную энергию синтеза реальностью. Это потенциально неограниченный источник чистой энергии, который может кардинально изменить нашу жизнь. Конечно, если получится заставить термоядерный реактор работать так, как задумано.
В данном случае, это не абсолютный рекорд. В 2021 году термоядерная машина Китайской академии наук достигла 120 миллионов градусов по Цельсию, работая в течение 101 секунды. Однако достижение корейских исследователей действительно важно и его стоит отметить. До этого прорыва порог в 100 миллионов градусов не превышался более 10 секунд. Именно KSTAR сделал самый первый и важный шаг.
«Технологии, необходимые для длительной работы плазмы с температурой 100 миллионов градусов, являются ключом к реализации термоядерной энергии. Успех KSTAR в поддержании высокотемпературной плазмы в течение 20 секунд стал важным поворотным моментом в гонке долговременности работы высокопроизводительной плазмы — критического компонента коммерческого термоядерного реактора будущего», — сказал физик-ядерщик Си-Ву Юн.
Ключом к скачку стало обновление режимов внутреннего транспортного барьера. Он работает, создавая область высокого давления вблизи центра плазмы, чтобы держать ее под контролем. Исследователи отмечают, что использование внутреннего транспортного барьера приводит к гораздо более плотной плазме, чем при другом подходе. Более высокая плотность облегчает создание высоких температур вблизи ядра. Это также приводит к более низким температурам вблизи краев плазмы, что снижает нагрузку на оборудование. А одна из проблем при создании рабочего термоядерного реактора — как раз удержание плазмы внутри.
KSTAR представляет собой реактор типа токамак, объединяющий атомные ядра для создания огромного количества энергии (в отличие от ядерного деления, используемого на ядерных электростанциях). Термоядерные устройства используют изотопы водорода для создания плазмы, в которой ионы и электроны разделены — происходят те же реакции синтеза, которые идут на Солнце и в других звездах, отсюда и прозвище реактора.
Пока что поддержание достаточно высоких температур в течение долгого времени, чтобы технология была жизнеспособной, невозможно. Реактор в условиях Земли пока по большей части потребляет больше энергии, чем производит. Ученым нужно будет побить больше таких рекордов, чтобы ядерный синтез заработал в качестве источника дешевой энергии (в качестве сырья используется морская вода) и производя минимальное количество отходов.
Несмотря на все это, прогресс обнадеживающий. К 2025 году инженеры KSTAR хотят преодолеть отметку в 100 миллионов градусов за 300 секунд.
Ученые добились самоподдерживающегося ядерного синтеза, но теперь не могут его воспроизвести
ИИ показал ученым, как эффективнее использовать термоядерный реактор