Ученым удалось совершить значительный шаг в направлении освоения устойчивого ядерного синтеза, благодаря модернизации корейского «искусственного солнца» (KSTAR). Этот уникальный термоядерный реактор способен выдерживать температуру, превышающую температуру в центре Солнца в шесть раз.
Модернизация проекта KSTAR производится в рамках глобального термоядерного проекта ITER, в который вовлечены 35 стран. Целью ядерного синтеза является соединение двух атомов в один более крупный атом, аналогично процессам, происходящим на Солнце.
В отличие от традиционных методов использования ядерной энергии, основанных на делении атомов, термоядерный синтез не создает радиоактивных отходов, а энергия, выделяющаяся в процессе, в несколько раз больше. Для достижения ядерного синтеза применяются лазеры и магнитное удержание.
Одним из ключевых элементов в процессе магнитного удержания являются токамаки — магнитные камеры, имеющие форму пончика. Они используются для удержания высокотемпературной плазмы с помощью мощных магнитов.
Для осуществления термоядерного синтеза на Земле требуется поддерживать температуру, превышающую температуру в центре Солнца в шесть раз. В случае KSTAR (Korean Superconducting Tokamak Advanced Research) применяется технология магнитного удержания.
Одним из ключевых компонентов такого реактора является дивертор, который находится в прямом контакте с плазмой. Его основная задача — отводить продукты реакции и поддерживать стабильность термоядерной реакции.
Вначале на KSTAR был установлен углеродный дивертор, но затем его заменили вольфрамовым. Вольфрам обладает высокой температурой плавления и способен выдерживать экстремально высокие температуры термоядерной плазмы. Это позволяет уменьшить потери энергии плазмы и продлить продолжительность термоядерной реакции.
На данный момент инженеры могут поддерживать работу реактора KSTAR в течение 30 секунд при температуре 100 миллионов градусов Цельсия. Однако их амбициозной целью является достижение времени работы в 300 секунд к 2026 году.
ITER, самый крупный токамак в мире, строится во Франции. Планируется получить первую плазму на нем в 2025 году, а масштабные операции начнутся в 2035 году.
Источник: Новая наука.