Reaktor KSTAR posúva hranice jadrovej fúzie. Plazmu dokázal udržať stabilnú dlhšie ako kedykoľvek predtým.
Ilustrácia generátora jadrovej fúzie. Zdroj: iStockphoto.com
Kórejský inštitút pre energiu jadrovej syntézy (KIFE) vytvoril nový rekord. Juhokórejský reaktor KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) dosiahol teplotu 7-násobne vyššiu ako jadro Slnka a takmer 20-tisíckrát vyššiu ako povrch Slnka v trvaní 48 sekúnd. V súčasnosti existuje vo svete niekoľko experimentálnych termojadrových reaktorov, v ktorých sa darí udržať horúcu plazmu len veľmi krátko.
Posúvajú hranice
Výstavba moderného výskumného supravodivého tokamaku KSTAR bola dokončená v roku 2007. Prvú plazmu vygeneroval v roku 2008. V roku 2016 si reaktor pripísal svetový rekord, keď udržal plazmu s teplotou 50 miliónov stupňov Celzia 70 sekúnd. Túto hodnotu vzápätí prekonal čínsky tokamak EAST. V roku 2018 sa však kórejským vedcom podarilo vyrobiť plazmu s teplotou vyše 100 miliónov stupňov, aj keď iba na 1,5 sekundy.
O rok neskôr dokázali udržať plazmu rovnako horúcu 8 sekúnd, pričom v roku 2020 zvýšili toto číslo na 20 sekúnd. Posledný rekord prekonali v roku 2021, keď sa plazma udržala na teplote 100 miliónov stupňov Celzia pol minúty.
Podľa najnovších správ sa teraz výskumníkom z Tedžonu v Južnej Kórei podarilo udržať plazmu stabilnú (známy aj ako H-režim) viac ako 100 sekúnd, čo je kritický prvok využitia jadrovej fúzie ako zdroja energie. Na výstavbu prvej elektrárne na báze jadrovej fúzie si však ešte počkáme.
Juhokórejský tokamak KSTAR. Zdroj: Wikipedia
Tím zlepšil od roku 2021 zariadenie vybudovaním nového prostredia s volfrámovým divertorom. Cieľom je dosiahnuť do konca roka 2026 míľnik 300 sekúnd.
Fúzne reakcie sú ťažko kontrolovateľné, pretože sa môžu vyskytnúť len pri extrémne vysokých úrovniach tlaku a teploty. Ióny a elektróny vnútri reaktora si môžu udržať svoj plazmatický stav potrebný na prebehnutie reakcie len vtedy, keď budú tieto teploty stabilné.
Jadrová fúzia budúcnosti
Jadrová fúzia, ktorá sa často označuje za svätý grál čistej energie, ponúka potenciál takmer neobmedzenej energie. Ide o napodobenie procesov, ktoré sa vyskytujú vo hviezdach. Na prevádzku nie sú potrebné kriticky dostupné suroviny, ako sú fosílne palivá, a neprodukuje sa žiadny toxický odpad ako pri procese jadrového štiepenia, ktorý poháňa komerčné jadrové elektrárne.
Okrem volfrámových odvádzačov bol celý systém testovaný na to, ako sa správa v režime fúzie. KSTAR alebo Joint European Torus (JET) sú priekopnícke reaktory, ktoré pripravujú pôdu pre iné prototypy ako ITER a DEMO. Tie by už mali fungovať ako reaktory jadrovej fúzie v plnom rozsahu.
ITER odštartuje budúci rok a mal by generovať 10-krát viac energie, ako sa doň vloží. Jeho nástupca DEMO bude vyrábať elektrinu a 25-krát viac energie. Výstavba reaktora DEMO by sa mala začať čoskoro, stavebné plány budú dokončené v tomto roku.
Zdroj: IFL Science, Quark, Independent
(JM)
