«Искусственное солнце» Южной Кореи разгоняют ради плазмы температурой в 100 млн градусов
Исследователи в области термоядерной энергетики модернизировали токамак KSTAR, и он стал дольше поддерживать необычайно высокую температуру плазмы.
Корейский институт термоядерной энергетики (KFE) установил в токамаке KSTAR новый узел, позволяющий «искусственному солнцу» дольше поддерживать температуру высоких ионов, превышающую 100 миллионов градусов Цельсия. Токамак — это сокращение от «тороидальная камера магнитная». Он представляет собой установку для управляемого термоядерного синтеза. Напомним, что тор — это объёмная геометрическая фигура в форме идеально правильного бублика или пончика, если угодно, или спасательного круга.
Полное название установки KSTAR — Korea Superconducting Tokamak Advanced Research, «Передовое исследование корейского сверхпроводящего токамака». KSTAR называют «искусственным солнцем», потому что в нём происходит принципиально такой же ядерный синтез, такая же реакция, которая наполняет энергией наше светило.
Корейский токамак построили в 2007 году, а первую плазму в нём получили в 2008-м. Если проводить сравнение с европейскими достижениями, то KSTAR примерно на треть больше «Международного экспериментального термоядерного реактора» (ITER), который ещё только строят во Франции. Согласно конструкции, в обоих гигантских «пончиках» ядерный синтез происходит благодаря использованию плазмы из электрически заряженных газов, доведённых до сверхвысоких температур и давления.
В нижней части KSTAR есть отводящее устройство, которое регулирует выбросы отработанных газов и примесей из реактора. Отводящий элемент расположен внутри, принимая на себя весь жар происходящей реакции. На сегодняшний день KSTAR пока что справляется с перегретой плазмой около 30 секунд. Но специалисты стремятся усовершенствовать установку настолько, чтобы к концу 2026 года она выдерживала 5 минут.
Изначально у KSTAR был «сбросной клапан» из углерода. Но в 2018 году началась работа над аналогичным узлом на основе вольфрама. Этот наиболее тугоплавкий из всех металлов «плывёт» при более высоких температурах, чем углерод. В Корейском национальном совете по науке и технологии сообщили, что применение вольфрама вдвое увеличивает порог теплового потока в реакторе. Прототип нового «клапана» создали в 2021 году, а вмонтировали его в 2023-м.
Президент KFE Сук Чжэ Ю сообщил, что в KSTAR установили такой же отводящий элемент на основе вольфрама, какой выбрали их европейские коллеги для проекта ITER. И заверил, что корейские учёные с помощью экспериментов в KSTAR приложат все усилия, чтобы помочь развитию ITER.
Исследования ядерного синтеза кажутся неспешными, однако успехи всё значительнее. Так, в 2022 году учёным из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL), США, впервые удалось получить чистый прирост энергии при термоядерной реакции. И всё равно мировая наука всё ещё далека от идеала в виде источника энергии с нулевыми выбросами углерода, признают эксперты.
Первая плазма ITER ожидается в 2025 году, а первый термоядерный синтез запланирован на 2035-й. Но сроки запуска реактора сорвались, а его стоимость резко возросла, с 5 млрд евро в 2006 году до более чем 20 млрд €.
Аналогичные проекты активно развивают во многих странах. Например, 1 декабря 2023 года состоялось открытие шестиэтажного реактора JT-60SA в Японии. По оценкам вовлечённых в этот проект исследователей, японскому реактору понадобится два года на выработку плазмы, необходимой для экспериментов. По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), по всему миру уже функционирует более 50 токамаков.
Эксперименты с плазмой на KSTAR с новым вольфрамовым «клапаном» продлятся до февраля. Корейские специалисты следят при этом за стабильностью показаний в надежде как можно скорее получить плазму температурой в 100 млн градусов.
Корейский институт термоядерной энергетики (KFE) установил в токамаке KSTAR новый узел, позволяющий «искусственному солнцу» дольше поддерживать температуру высоких ионов, превышающую 100 миллионов градусов Цельсия. Токамак — это сокращение от «тороидальная камера магнитная». Он представляет собой установку для управляемого термоядерного синтеза. Напомним, что тор — это объёмная геометрическая фигура в форме идеально правильного бублика или пончика, если угодно, или спасательного круга.
Полное название установки KSTAR — Korea Superconducting Tokamak Advanced Research, «Передовое исследование корейского сверхпроводящего токамака». KSTAR называют «искусственным солнцем», потому что в нём происходит принципиально такой же ядерный синтез, такая же реакция, которая наполняет энергией наше светило.
Корейский токамак построили в 2007 году, а первую плазму в нём получили в 2008-м. Если проводить сравнение с европейскими достижениями, то KSTAR примерно на треть больше «Международного экспериментального термоядерного реактора» (ITER), который ещё только строят во Франции. Согласно конструкции, в обоих гигантских «пончиках» ядерный синтез происходит благодаря использованию плазмы из электрически заряженных газов, доведённых до сверхвысоких температур и давления.
В нижней части KSTAR есть отводящее устройство, которое регулирует выбросы отработанных газов и примесей из реактора. Отводящий элемент расположен внутри, принимая на себя весь жар происходящей реакции. На сегодняшний день KSTAR пока что справляется с перегретой плазмой около 30 секунд. Но специалисты стремятся усовершенствовать установку настолько, чтобы к концу 2026 года она выдерживала 5 минут.
Изначально у KSTAR был «сбросной клапан» из углерода. Но в 2018 году началась работа над аналогичным узлом на основе вольфрама. Этот наиболее тугоплавкий из всех металлов «плывёт» при более высоких температурах, чем углерод. В Корейском национальном совете по науке и технологии сообщили, что применение вольфрама вдвое увеличивает порог теплового потока в реакторе. Прототип нового «клапана» создали в 2021 году, а вмонтировали его в 2023-м.
Президент KFE Сук Чжэ Ю сообщил, что в KSTAR установили такой же отводящий элемент на основе вольфрама, какой выбрали их европейские коллеги для проекта ITER. И заверил, что корейские учёные с помощью экспериментов в KSTAR приложат все усилия, чтобы помочь развитию ITER.
Исследования ядерного синтеза кажутся неспешными, однако успехи всё значительнее. Так, в 2022 году учёным из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL), США, впервые удалось получить чистый прирост энергии при термоядерной реакции. И всё равно мировая наука всё ещё далека от идеала в виде источника энергии с нулевыми выбросами углерода, признают эксперты.
Первая плазма ITER ожидается в 2025 году, а первый термоядерный синтез запланирован на 2035-й. Но сроки запуска реактора сорвались, а его стоимость резко возросла, с 5 млрд евро в 2006 году до более чем 20 млрд €.
Аналогичные проекты активно развивают во многих странах. Например, 1 декабря 2023 года состоялось открытие шестиэтажного реактора JT-60SA в Японии. По оценкам вовлечённых в этот проект исследователей, японскому реактору понадобится два года на выработку плазмы, необходимой для экспериментов. По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), по всему миру уже функционирует более 50 токамаков.
Эксперименты с плазмой на KSTAR с новым вольфрамовым «клапаном» продлятся до февраля. Корейские специалисты следят при этом за стабильностью показаний в надежде как можно скорее получить плазму температурой в 100 млн градусов.
- Дмитрий Ладыгин
- gizmodo.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Куда делась атомная бомба Гитлера? Физики увидели то, что упустили историки
Ученые подчеркивают: многие из громких мифов 1940-е годов, скорее всего, не выдержат проверки реальными фактами...
Самая известная мумия Южной Америки снова «заговорила»: последние ее месяцы были очень мрачными
Археологи говорят: именно на этой жестокой практике держалась вся империя инков...
В морском льду Антарктиды протаяла дыра площадью с Португалию. Теперь ученые знают, почему
Эксперты говорят: сбой ледового ритма опасен для Мирового океана и планеты в целом...
Что будет с Азовским морем? Российские ученые просчитали четыре варианта развития событий
Исследователи объяснили, почему при любом раскладе море не будет прежним. Но каким тогда?...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...