Termonuklear energi er stadig langt fra at blive brugt i industriel skala, men det ser ud til, at det tidspunkt, hvor dette vil ske, er lige om hjørnet. I løbet af de sidste par år er der blevet sat flere vigtige rekorder. En af dem blev for nylig leveret af den koreanske reaktor Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR). Det er i øjeblikket en af de mest avancerede reaktorer i verden på trods af dens kompakte størrelse. I de seneste tests producerede den stabile fusionstemperaturer i næsten et minut og viste også evnen til at holde ekstremt varmt plasma i mere end 100 sekunder.
Den koreanske fusionsreaktor KSTAR har sat ny rekord. Fotokilde: www.eurekalert.org
Temperatur i en fusionsreaktor
Som vi tidligere har beskrevet, er termonuklear fusion en proces, der finder sted i stjerner. Det er takket være ham, at Solen opvarmer vores planet. Men for at genskabe termonuklear fusion under terrestriske forhold skal plasmaets temperatur være meget højere end i stjerner, hvilket skyldes fraværet af så stærk tyngdekraft på Jorden. For eksempel bør temperaturen i fusionsreaktorer af Tokmok-typen, det vil sige i form af en donut, være syv gange højere end temperaturen i Solens kerne, som er 15 millioner grader. Det vil sige, at plasmaet skal have en temperatur på omkring 100 millioner grader.
KSTAR nåede allerede denne tærskel i 2018, men den var kun i stand til at opretholde denne temperatur i 1,5 sekunder. Efterfølgende blev denne tid forlænget. For eksempel holdt plasmaet allerede i 2021 denne temperatur i omkring 30 sekunder. Men på et tidspunkt ramte holdet grænsen for reaktorens kapacitet, som et resultat af, at der blev foretaget visse tekniske ændringer i den.
Tokmak-reaktoren er formet som en donut. Fotokilde: www.iflscience.com
Efter at ingeniørerne fra Korean Fusion Energy Institute (KFE) opgraderede fusionsreaktoren, opretholdes den høje temperatur i meget længere tid.
Hvad er formålet med KSTAR-fusionsreaktoren
Ifølge forskerne selv kan KSTAR nu modstå temperaturer på 100 millioner grader Celsius i 48 sekunder og kan også holde varmt plasma i højgrænsetilstand eller H-tilstand i 102 sekunder. Målet er dog endnu ikke nået. Udfordringen er at holde den nødvendige temperatur i 300 sekunder, mens plasmaet brænder. Forskerne forventer at nå dette mål inden udgangen af 2026.
For at opnå det ønskede resultat vil forskerne konsekvent øge ydeevnen af varme- og strømstyringsenheder. Derudover vil de arbejde på at forbedre sikkerheden for kerneteknologier.
ITER-reaktoren vil blive opsendt i 2025 Fotokilde: Wikipedia
Det skal bemærkes, at KSTAR, ligesom Joint European Torus (JET), der for nylig slog endnu en rekord, fungerer som teststeder for udvikling og forbedring af nuklear fusionsteknologi. Det vil sige, at de er banebrydende termonukleare reaktorer. Efterfølgende skal erfaringerne bruges til konstruktion og drift af mere avancerede reaktorer som ITER og DEMO. De vil allerede være prototyper i fuld størrelse af industrielle termonukleare reaktorer.
ITER skulle lanceres næste år. Forskere forventer, at det vil være i stand til at generere 10 gange mere energi, end der ville blive brugt til at opretholde en termonuklear reaktion. Og den endnu mere avancerede DEMO-reaktor, som bliver dens efterfølger, vil generere 25 gange mere energi.
Det skal siges, at DEMO-termonukleare reaktor ikke eksisterer endnu, men dens konstruktion skulle begynde i den nærmeste fremtid. fremtid, da al dokumentation skulle udarbejdes i år.
Termonuklear fusion kan revolutionere energiområdet
Som koreanske videnskabsmænd siger , den nuværende Undersøgelsen giver grønt lys til at udvikle de kerneteknologier, der er nødvendige for DEMO-fusionsreaktoren. Men de gør i øjeblikket alt for at sikre sikkerheden af de kerneteknologier, der er nødvendige for at drive mere avancerede og kraftfulde reaktorer.
Sørg for at abonnere på vores Zen- og Telegram-kanaler. På denne måde vil du altid være opmærksom på nye videnskabelige opdagelser!
Lad os endelig minde dig om, at JT-60SA termonukleare reaktoren blev åbnet i slutningen af sidste år. Det er den største fusionsreaktor på nuværende tidspunkt og er forløberen for ITER. Hvis alle eksperimenter gennemføres med succes, vil der ske en reel energirevolution, da reaktorer vil producere store mængder overkommelig og miljøvenlig energi.