KSTAR Tokamak stellt mit 100 Millionen Grad neuen Rekord für Plasmaeinschluss auf
Koreas KSTAR-Tokamak, ein supraleitendes thermonukleares Gerät, das auch als koreanische künstliche Sonne bekannt ist, stellte einen neuen Weltrekord auf, da es gelang, ein Hochtemperaturplasma für 20 Sekunden mit Ionentemperaturen über 100 Millionen Grad aufrechtzuerhalten.
Das KSTAR-Forschungszentrum am Korea Institute of Thermonuclear Energy (KEF) gab bekannt, dass eine gemeinsame Studie mit der Seoul National University (SNU) und der US Columbia University einen kontinuierlichen Betrieb der Plasmaanlage für 20 Sekunden bei einer Ionentemperatur von über 100 Millionen Grad erreichen konnte Grundbedingungen für die Kernfusion.
Dies ist eine großartige Leistung - die Laufzeit hat sich von 8 Sekunden während der KSTAR Plasma Campaign 2019 mehr als verdoppelt. Im Experiment 2018 erreichte KSTAR erstmals eine Plasmaionentemperatur von 100 Millionen Grad (Retentionszeit: ca. 1,5 Sekunden).
Um die in der Sonne auftretenden thermonuklearen Reaktionen wiederherzustellen, müssen Wasserstoffisotope in einem thermonuklearen Gerät wie KSTAR platziert werden, um einen Plasmazustand zu erzeugen, in dem Ionen und Elektronen getrennt werden und Ionen auf hohen Temperaturen erhitzt und gehalten werden müssen.
Bisher gab es andere thermonukleare Geräte, die das Plasma bei Temperaturen von 100 Millionen Grad und darüber kurzzeitig kontrollierten. Keiner von ihnen überwand die Barriere, den Betrieb 10 Sekunden oder länger aufrechtzuerhalten.
Dies ist die Betriebsgrenze einer normal leitenden Vorrichtung, und es war schwierig, einen stabilen Plasmazustand in einer Fusionsvorrichtung bei solch hohen Temperaturen für eine lange Zeit aufrechtzuerhalten.
In seinem Experiment 2020 verbesserte KSTAR die Leistung des ITB-Modus (Inner Transport Barrier), einer der Betriebsarten der nächsten Generation, die im vergangenen Jahr entwickelt wurde, um die Plasmabedingungen über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten und die derzeitigen Einschränkungen des Ultrahochtemperatur-Plasmabetriebs zu überwinden.
Xi-Woo Yun, Direktor des KSTAR-Forschungszentrums am KFE, erklärte: Die Technologie, die erforderlich ist, um das 100-millionste Plasma über einen langen Zeitraum zu betreiben, ist der Schlüssel zur Realisierung der Fusionsenergie. Der Erfolg von KSTAR bei der Aufrechterhaltung des Hochtemperaturplasmas für 20 Sekunden wird ein wichtiger Wendepunkt im Wettlauf um die Sicherung der Technologie sein. für den Langzeitbetrieb von hocheffizientem Plasma, einer kritischen Komponente eines kommerziellen Kernfusionsreaktors in der Zukunft.
Der Erfolg des KSTAR-Experiments im langfristigen Hochtemperaturbetrieb durch Überwindung einiger Nachteile der ITB-Modi bringt uns der Entwicklung von Technologien zur Realisierung der Kernfusionsenergie einen Schritt näher “, fügte der Professor der Abteilung für Nukleartechnik, Yun Soo Na, hinzu, der gemeinsam an der Arbeit des KSTAR-Plasmas forschte.
Zusätzlich zu seinem Erfolg mit Hochtemperaturplasma führt das KSTAR-Forschungszentrum Experimente zu einer Vielzahl von Themen durch, einschließlich der ITER-Forschung, um die komplexen Herausforderungen der Fusionsforschung im weiteren Verlauf des Experiments anzugehen.
KSTAR wird seine wichtigsten experimentellen Ergebnisse, einschließlich dieses Erfolgs, auf der IAEO-Fusionsenergiekonferenz im Mai mit Fusionsforschern auf der ganzen Welt teilen.
Das ultimative Ziel von KSTAR ist es, bis 2025 300 Sekunden lang im Dauerbetrieb mit Ionentemperaturen über 100 Millionen Grad erfolgreich zu sein.