De 'kunstmatige zon' van Zuid-Korea brak zijn vorige record voor het werken met plasma. De KSTAR-fusiereactor (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) van het Korea Institute of Thermonuclear Energy (KFE) bereikte een temperatuur die zeven keer hoger was dan de temperatuur van de kern van de zon en kon deze langer vasthouden dan de vorige keer.
Onderzoekers die aan het KSTAR-project werkten, konden gedurende 100 seconden een temperatuur van 48 miljoen graden Celsius handhaven! Ter vergelijking: de temperatuur in de kern van onze zon bedraagt ongeveer 15 miljoen graden Celsius. Bovendien heeft het KSTAR-team met succes de H-modus continu gedurende 102 seconden gehandhaafd, wat de basismodus is voor het in stand houden van een plasma met hoge temperatuur en hoge dichtheid.
Dit is het laatste van vele successen voor KSTAR. In 2021 vestigde een Koreaanse thermonucleaire reactor bijvoorbeeld een record door gedurende 100 seconden een plasma met een ionentemperatuur van ongeveer 30 miljoen graden in stand te houden.
Fusie bootst hetzelfde proces na dat het licht en de warmte van sterren genereert. Het gaat om het samensmelten van waterstof en andere lichte elementen om enorme hoeveelheden energie vrij te maken, waarvan experts hopen dat deze zal worden aangewend om onbeperkte leveringen van koolstofvrije elektriciteit te genereren.
Voor de ontwikkeling van thermonucleaire energie is het belangrijk om een technologie te creëren die een plasma van hoge temperatuur en hoge dichtheid in stand kan houden, waarin fusiereacties het meest efficiënt en gedurende lange tijdsperioden plaatsvinden. Om dit te doen voeren onderzoekers verschillende experimenten uit met thermonucleaire apparaten zoals KSTAR.
Het geheim van nieuwe prestaties zijn wolfraamafleiders. Ze spelen een beslissende rol bij de verwijdering van verbruikte gassen en onzuiverheden uit de reactor en zijn tegelijkertijd bestand tegen aanzienlijke hittebelastingen aan het oppervlak. Het KSTAR-team is onlangs overgestapt op het gebruik van wolfraam in plaats van koolstof in hun omleiders.
Wolfraam heeft het hoogste smeltpunt van alle metalen, en het succes van het team om de H-modus zo lang in stand te houden is grotendeels te danken aan deze succesvolle upgrade. "Vergeleken met eerdere op koolstof gebaseerde divertors vertoonden de nieuwe wolfraamafleiders slechts een stijging van 25% in de oppervlaktetemperatuur onder vergelijkbare hittebelastingen", zeggen experts. "Dit biedt aanzienlijke voordelen voor energietransacties met lange pulsen en hoge temperaturen."
Het succes van de wolfraamafleiders zou waardevolle gegevens kunnen opleveren voor het 21,5 miljard dollar kostende Internationale Thermonucleaire Experimentele Reactor (ITER)-project dat in Frankrijk wordt ontwikkeld en waarbij veel landen betrokken zijn. Verwacht wordt dat ITER in 2025 zijn eerste plasma zal ontvangen, en in 2035 volledig operationeel zal zijn. In de tussentijd zal het team in Zuid-Korea werken aan het creëren van andere sleuteltechnologieën die nodig zijn om ITER te laten werken.
Lees ook: