KSTAR tokamak estabelece novo recorde para confinamento de plasma em 100 milhões de graus

O tokamak KSTAR da Coreia, um dispositivo termonuclear supercondutor também conhecido como o sol artificial coreano, estabeleceu um novo recorde mundial ao conseguir manter um plasma de alta temperatura por 20 segundos com temperaturas de íons acima de 100 milhões de graus.

O Centro de Pesquisa KSTAR do Instituto de Energia Termonuclear da Coreia (KEF) anunciou que em um estudo conjunto com a Universidade Nacional de Seul (SNU) e a Universidade de Columbia dos Estados Unidos, foi possível obter operação contínua da instalação de plasma por 20 segundos com uma temperatura de íons acima de 100 milhões de graus, que é uma das condições básicas para a fusão nuclear.

Esta é uma grande conquista - o tempo de execução mais que dobrou, de 8 segundos durante a KSTAR Plasma Campaign 2019. No experimento de 2018, o KSTAR atingiu uma temperatura de íons de plasma de 100 milhões de graus pela primeira vez (tempo de retenção: cerca de 1,5 segundos).

Para recriar as reações termonucleares que ocorrem no Sol, os isótopos de hidrogênio devem ser colocados dentro de um dispositivo termonuclear como o KSTAR para criar um estado de plasma no qual íons e elétrons são separados e os íons devem ser aquecidos e mantidos em altas temperaturas.

Até agora, existiram outros dispositivos termonucleares que controlaram brevemente o plasma a temperaturas de 100 milhões de graus e acima. Nenhum deles superou a barreira de manter a operação por 10 segundos ou mais.

Este é o limite operacional de um dispositivo normalmente condutor, e tem sido difícil manter um estado de plasma estável em um dispositivo de fusão em temperaturas tão altas por muito tempo.

Em seu experimento de 2020, o KSTAR melhorou o desempenho do modo Barreira de Transporte Interno (ITB), um dos modos de operação da próxima geração desenvolvido no ano passado para manter as condições de plasma por um longo período de tempo, superando as limitações existentes de operação de plasma em temperatura ultra-alta.

Xi-Woo Yun, Diretor do Centro de Pesquisa do KSTAR na KFE, explicou: A tecnologia necessária para operar 100 milhões de plasma por um longo tempo é a chave para realizar a energia de fusão, e o sucesso do KSTAR em manter o plasma em alta temperatura por 20 segundos será um ponto de viragem importante na corrida para garantir a tecnologia. para operação de longo prazo de plasma de alta eficiência, um componente crítico de um reator de fusão nuclear comercial no futuro.

O sucesso do experimento KSTAR em operação de alta temperatura de longo prazo ao superar algumas das desvantagens dos modos ITB nos aproxima um passo do desenvolvimento de tecnologias para a realização da energia de fusão nuclear '', acrescentou o professor do Departamento de Engenharia Nuclear Yun Soo Na, que realizou pesquisas conjuntas sobre o trabalho do plasma KSTAR.

Além de seu sucesso com plasma de alta temperatura, o Centro de Pesquisa KSTAR conduz experimentos em uma variedade de tópicos, incluindo pesquisa ITER, projetada para enfrentar os desafios complexos da pesquisa termonuclear durante o restante do experimento.

O KSTAR está definido para compartilhar seus principais resultados experimentais, incluindo este sucesso, com pesquisadores de fusão ao redor do mundo na Conferência de Energia de Fusão da IAEA em maio.

O objetivo final do KSTAR é ter sucesso em operação contínua por 300 segundos com temperaturas de íons acima de 100 milhões de graus até 2025.