Kina slår på sin kunstige sol — Her er hva du trenger å vite. Andre land som har denne teknologien er USA og Russland.

Skrevet av 5. januar 2022 4 min lest 1377DEL

Atomfusjonsreaktoren oppnådde en temperatur nær 70 millioner grader – 5 ganger varmere enn vår sol – og løp i 1056 sekunder.

Kinas kunstige sol har oppnådd nye rekorder.

ØST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), kjent som Kinas kunstige sol, har vært i drift i mer enn 15 år, og har satt rekord etter rekord innen innesperring av varmt plasma.

ØSTs oppgave, som andre tokamakker (toroidkamre med magnetiske spoler), er å skape kjernefusjon, lik det som skjer på solen. I motsetning til fossile brensler, som er knappe og utgjør en trussel for miljøet, finnes råvarene som trengs for den kunstige solen på jorden i tilnærmet ubegrensede mengder. Derfor anses termonukleær energi som ideell og ren for menneskehetens fremtid.

I mai 2021 satte ØST-tokamakken en ny rekord for oppnådd temperatur og plasma-inneslutningstid – klarte det å holde plasmaet i 101 sekunder på 120 millioner Kelvin og deretter plasma i 20 sekunder på 160 millioner Kelvin.

NYHETSBREV

Gå aldri glipp av en nyhetsmelding fra Curiosmos-teamet.Jeg godtar å motta e-postoppdateringer og kampanjer.Bli Med På Nyhetsbrevet

Inne i Kinas kunstige sol. Kreditt: Institute of Plasma Physics / Chinese Academy of Sciences

På begynnelsen av det nye året byttet Kina sin kunstige sol på igjen og oppnådde rekordstore temperaturer. Det er rapportert at kjernefusjonsreaktoren kjørte på mer enn 70 000 000 ° C i totalt 17 minutter. Det vil si at den nådde nivåer rundt fem ganger varmere enn solsystemet.

I fremtiden planlegger fysikere å øke plasmatemperaturen og inneslutningstiden, ikke bare innenfor rammen av arbeidet for den kommende ITER-reaktoren, men også under programmet for å lage en kinesisk eksperimentell termonukleær reaktor CFETR ( China Fusion Engineering Test Reactor ), de første eksperimentene som planlegges startet i 2030.

Koreas kunstige sol

Flere land bygger for tiden sine egne atomfusjonsreaktorer, mens andre har hatt operative i årevis – som Korea.

KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) tokamak har vært i drift siden 2008 og er en av få installasjoner av denne typen i verden med fullt superledende magnetiske spoler. Spolene er laget av triniobium stannide og niob-titan og avkjøles til en temperatur på 4 kelvin.

KSTAR forsker på langsiktig innesperring av hydrogen eller deuteriumplasma i et magnetfelt, inkludert innenfor rammen av arbeidet med den internasjonale eksperimentelle termonukleære reaktoren ITER-prosjektet, som nå bygges i Frankrike.

Bilde av varmt plasma inne i KSTAR tokamak-kammeret, det samme som i Kinas rekordstore kunstige sol. Kreditt: KSTAR

KSTAR har helt superledende magnetiske spoler, som er laget av triniobiumstannid og niob-titan og er avkjølt til en temperatur på 4,5 Kelvin. Den maksimale verdien av det toroidale magnetfeltet som er opprettet av spolene er 3,5 Tesla, den store radiusen til tokamak vakuumkammeret er 1,8 meter, og den lille er 0,5 meter. Utladningen antennes og plasmaet blir oppvarmet ved hjelp av systemer for bølgeoppvarming og injeksjon av nøytrale.

Tokamakken har tidligere oppnådd flere verdensrekorder innen området varm plasma innesperringstid. I slutten av november 2021 klarte fysikere som arbeidet ved tokamak å begrense et plasma med en ionetemperatur på 100 millioner Kelvin i 30 sekunder, opererer i regimet med en intern transportbarriere, preget av et lavere turbulensnivå i plasma.

Til tross for at Kinas kunstige sol tidligere oppnådde et rekordtall på 101 sekunder for et plasma med en temperatur på 120 millioner Kelvin, KSTAR-teamet mener at resultatet deres er ekstremt viktig for termonukleær energi.

Frankrikes ITER-kjernefusjonsreaktor

Intern struktur av ITER-reaktoren. Kreditt: Oak Ridge National Laboratory

Prosjektet til den internasjonale eksperimentelle termonukleære reaktoren ITER startet i 1992. For øyeblikket deltar Kina, Den europeiske union, India, Japan, Den russiske føderasjon, Sør-Korea, Kasakhstan og USA i det.

Hovedmålet er å demonstrere muligheten for kommersiell bruk av en kraftreaktor, der reaksjoner av syntese av tyngre elementer fra lettere finner sted, og å løse en rekke fysiske og teknologiske problemer som oppstår når du oppretter et slikt kraftverk.

ITER regnes som en av de mest komplekse fysiske installasjonene som noen gang har blitt opprettet av mennesker, er reaktorens totale masse estimert til 23 tusen tonn, og det i seg selv okkuperer et stort bygg. Byggingen startet i 2007 ved Cadarache forskningssenter i Sør-Frankrike, og i slutten av mai 2020, basen til en kryostat, med en total masse på 1250 tonn, begynte å bli installert i den ferdige reaktorakselen.

Installasjon av bunnen av kryostaten i ITER-reaktorakselen. Kreditt: ITER

Det forventes at fullføringen av arbeidet og mottak av det første plasmaet hos ITER vil finne sted i desember 2025. Samtidig vil eksperimenter med deuterium-tritiumplasma først begynne i 2035, hvor reaktoren må holde høytemperaturplasma i 400 sekunder og nå en termisk effekt på 500 megawatt.

Bli med i diskusjonen og delta i fantastiske gaver i vår mobile Telegram-gruppe. Bli med Curiosmos på Telegram Today. t.me/Curiosmos

kilder:

• Eun-jin, K. (2021, 23. november). Kstar kjernefusjonsreaktor forbedret ytterligere. Businesskorea.
• Nuclear Engineering International. (N.d.). Nok en plasmarekord for Koreas fusjonsforskere.
• Xie, E. (2022, 1. januar). Kinas ‘ Kunstig sol ‘ treffer nytt høyt i ren energiøkning. South China Morning Post.
• Xinhua. (N.d.). “ kinesisk kunstig sol ” setter ny verdensrekord.
• Young, C. (2022, 3. januar). Kinas ‘ Kunstig sol ‘ har nettopp truffet en ny milepæl for kjernefusjon. Interessant ingeniørarbeid.

Del nå

kategorier: vitenskap

Skrevet av Vladislav Tchakarov

Hei, jeg heter Vladislav, og jeg er glad for å ha deg her på Curiosmos. Som historiestudent har jeg en sterk lidenskap for historie og vitenskap, og muligheten til å forske og skrive på dette feltet på daglig basis er en drøm.

Vis alle forfatterinnlegg →