Термоядерный реактор в 7 раз горячее ядра Солнца

Термоядерный реактор KSTAR (Korea Advanced Research Superconducting Tokamak) Корейского института термоядерной энергии (KFE) впервые достиг температуры 100 миллионов градусов Цельсия. Это достижение было достигнуто в период испытаний с декабря 2023 года по февраль 2024 года, что стало новым рекордом для проекта KSTAR.

KSTAR успешно поддерживал температуру 100 миллионов градусов Цельсия в течение 48 секунд. При этом температура ядра Солнца составляет 15 миллионов градусов Цельсия. Кроме того, реактор поддерживал режим высокого предела (H-режим) более 100 секунд. H-режим — это усовершенствованный режим работы в термоядерном синтезе с магнитным удержанием и стабильным состоянием плазмы.

Реакции термоядерного синтеза имитируют процесс, в котором звёзды производят свет и тепло. Этот процесс включает в себя слияние водорода и других лёгких элементов с выделением огромного количества энергии. Эксперты надеются использовать термоядерные реакторы для создания неограниченного источника безуглеродной электроэнергии.

По данным Национального совета по науке и технологиям (NST), крайне важно создать технологию, способную поддерживать высокие температуры и плазму высокой плотности для максимально эффективных реакций термоядерного синтеза в течение длительного времени. Секрет этих выдающихся достижений, по мнению NST, заключается в вольфрамовом диверторе. Это ключевой компонент, расположенный в нижней части вакуумного резервуара магнитной термоядерной установки, играющий ключевую роль в отводе отходящих газов и примесей из реактора, выдерживая при этом высокую тепловую нагрузку на поверхность.

Команда KSTAR перешла на использование в диверторе вольфрама вместо углерода. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди всех металлов. Успех KSTAR в поддержании H-режима в течение длительного времени также во многом обусловлен этим усовершенствованием. «По сравнению с предыдущими углеродными диверторами, новый вольфрамовый дивертор испытывает повышение температуры поверхности всего на 25% при той же тепловой нагрузке. Это значительное преимущество для работы с длинноимпульсной высокой тепловой мощностью», — пояснили в NST.

Успех вольфрамового дивертора может предоставить ценные данные для проекта Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР). ИТЭР — это международный мегапроект стоимостью 21,5 миллиарда долларов, разрабатываемый во Франции при участии десятков стран, включая Южную Корею, Китай, США, страны ЕС и Россию. Ожидается, что ИТЭР достигнет первого плазменного состояния в 2025 году и начнёт работу в 2035 году. В диверторе реактора будет использоваться вольфрам.

Ту Тао (по данным Interesting Engineering )