Ο «τεχνητός ήλιος» της Νότιας Κορέας έσπασε το προηγούμενο ρεκόρ του για εργασία με πλάσμα. Ο αντιδραστήρας σύντηξης KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) του Κορεατικού Ινστιτούτου Θερμοπυρηνικής Ενέργειας (KFE) έφτασε σε θερμοκρασία επτά φορές υψηλότερη από τη θερμοκρασία του πυρήνα του Ήλιου και κατάφερε να τη διατηρήσει περισσότερο από την προηγούμενη φορά.
Οι ερευνητές που εργάζονταν στο έργο KSTAR κατάφεραν να διατηρήσουν θερμοκρασία 100 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου για 48 δευτερόλεπτα! Για σύγκριση, η θερμοκρασία του πυρήνα του Ήλιου μας είναι περίπου 15 εκατομμύρια βαθμοί Κελσίου. Επιπλέον, η ομάδα KSTAR διατήρησε με επιτυχία τη λειτουργία H συνεχώς για 102 δευτερόλεπτα, που είναι ο βασικός τρόπος λειτουργίας για τη διατήρηση ενός πλάσματος υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής πυκνότητας.
Αυτή είναι η τελευταία από τις πολλές επιτυχίες της KSTAR. Για παράδειγμα, το 2021, ένας κορεατικός θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας σημείωσε ρεκόρ διατηρώντας ένα πλάσμα με θερμοκρασία ιόντων περίπου 100 εκατομμύρια βαθμούς για 30 δευτερόλεπτα.
Η σύντηξη μιμείται την ίδια διαδικασία που δημιουργεί το φως και τη θερμότητα των αστεριών. Περιλαμβάνει τη σύντηξη υδρογόνου και άλλων ελαφρών στοιχείων για την απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας, την οποία οι ειδικοί ελπίζουν ότι θα αξιοποιηθεί για την παραγωγή απεριόριστων αποθεμάτων ηλεκτρικής ενέργειας μηδενικού άνθρακα.
Για την ανάπτυξη της θερμοπυρηνικής ενέργειας, είναι σημαντικό να δημιουργηθεί μια τεχνολογία που μπορεί να διατηρήσει ένα πλάσμα υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πυκνότητας, στο οποίο οι αντιδράσεις σύντηξης λαμβάνουν χώρα πιο αποτελεσματικά και για μεγάλες χρονικές περιόδους. Για να γίνει αυτό, οι ερευνητές διεξάγουν διάφορα πειράματα χρησιμοποιώντας θερμοπυρηνικές συσκευές όπως το KSTAR.
Το μυστικό των νέων επιτευγμάτων είναι οι εκτροπείς βολφραμίου. Παίζουν καθοριστικό ρόλο στην απομάκρυνση των χρησιμοποιημένων αερίων και ακαθαρσιών από τον αντιδραστήρα, αντέχοντας ταυτόχρονα σημαντικά επιφανειακά θερμικά φορτία. Η ομάδα KSTAR στράφηκε πρόσφατα στη χρήση βολφραμίου αντί άνθρακα στους εκτροπείς της.
Το βολφράμιο έχει το υψηλότερο σημείο τήξης από οποιοδήποτε μέταλλο και η επιτυχία της ομάδας στη διατήρηση της λειτουργίας H για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα οφείλεται σε μεγάλο βαθμό σε αυτήν την επιτυχημένη αναβάθμιση. «Σε σύγκριση με τους προηγούμενους εκτροπείς με βάση τον άνθρακα, οι νέοι εκτροπείς βολφραμίου παρουσίασαν μόνο 25% αύξηση στη θερμοκρασία της επιφάνειας υπό παρόμοια θερμικά φορτία», λένε οι ειδικοί. "Αυτό παρέχει σημαντικά πλεονεκτήματα για λειτουργίες ισχύος μεγάλου παλμού και υψηλής θερμοκρασίας."
Η επιτυχία των εκτροπέων βολφραμίου θα μπορούσε να προσφέρει ανεκτίμητα δεδομένα για το έργο του Διεθνούς Θερμοπυρηνικού Πειραματικού Αντιδραστήρα (ITER) 21,5 δισεκατομμυρίων δολαρίων που αναπτύσσεται στη Γαλλία και περιλαμβάνει πολλές χώρες. Το ITER αναμένεται να λάβει το πρώτο του πλάσμα το 2025 και έως το 2035 θα είναι πλήρως λειτουργικό. Στο μεταξύ, η ομάδα στη Νότια Κορέα θα εργαστεί για τη δημιουργία άλλων βασικών τεχνολογιών που απαιτούνται για να λειτουργήσει ο ITER.
Διαβάστε επίσης: