Nguồn: https://www.iflscience.com
Nó duy trì nhiệt độ 100 triệu độ trong thời gian dài nhất.
KSTAR's Tokamak is not huge but it is still mighty.
KOrea Superconducting Tokamak Advanced Research, hay KSTAR, là một trong những lò phản ứng nhiệt hạch thử nghiệm tiên tiến nhất trên hành tinh. Được mệnh danh là mặt trời nhân tạo của Hàn Quốc, nó hiện đã chứng minh được nhiệt độ nhiệt hạch duy trì trong gần một phút và khả năng chứa plasma cực nóng trong hơn 100 giây.
Sự nhiệt hạch là thứ cung cấp năng lượng cho các ngôi sao, nhưng ở các ngôi sao, nó xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn mức chúng ta cần phải làm ở đây trên Trái đất. Đó là bởi vì trọng lực đang giữ mọi thứ lại với nhau nên phản ứng tổng hợp có nhiều khả năng xảy ra hơn. Vì vậy, nhiệt độ cần thiết trên Trái đất cho hệ thống Tokamak – là lò phản ứng hình bánh rán – gấp khoảng bảy lần nhiệt độ ở lõi Mặt trời: 100 triệu °C (180 triệu °F).
KSTAR lần đầu đạt ngưỡng này vào năm 2018 nhưng chỉ trong 1,5 giây. Một năm sau, họ có thể giữ plasma nóng như vậy trong 8 giây, tăng lên 20 giây vào năm 2020. Kỷ lục cuối cùng là vào năm 2021, khi plasma được giữ nóng như vậy trong nửa phút. Kể từ đó, nhóm nghiên cứu tại Viện Năng lượng Nhiệt hạch Hàn Quốc (KFE) đã nâng cấp thiết bị bằng cách xây dựng môi trường chuyển hướng vonfram mới và họ đã đẩy nhiệt độ lâu hơn.
Giờ đây, KSTAR có thể duy trì nhiệt độ 100 triệu °C trong 48 giây – và nó có thể giữ plasma nóng ở chế độ giam cầm cao (còn được gọi là chế độ H) trong 102 giây. Mục tiêu là đạt được 300 giây đốt plasma vào cuối năm 2026.
Tiến sĩ Si-Woo Yoon, Giám đốc Nghiên cứu KSTAR cho biết: “Mặc dù đây là thử nghiệm đầu tiên được thực hiện trong môi trường của các bộ chuyển hướng vonfram mới, nhưng việc kiểm tra phần cứng kỹ lưỡng và chuẩn bị cho chiến dịch đã giúp chúng tôi đạt được kết quả vượt qua các kỷ lục KSTAR trước đó trong một thời gian ngắn”. Trung tâm, cho biết trong một tuyên bố.
“Để đạt được mục tiêu cuối cùng của hoạt động KSTAR, chúng tôi có kế hoạch nâng cao tuần tự hiệu suất của các thiết bị truyền động dòng điện và sưởi ấm, đồng thời đảm bảo các công nghệ cốt lõi cần thiết cho hoạt động plasma hiệu suất cao xung dài.”
Ngoài các bộ chuyển hướng vonfram, toàn bộ hệ thống đã được kiểm tra cách thức hoạt động của nó trong chế độ nhiệt hạch. Các thí nghiệm như KSTAR hoặc Joint European Torus (JET) - gần đây đã phá vỡ một kỷ lục khác - là những thử nghiệm cho cả khả năng hợp nhất của chúng tôi bằng cách sử dụng tokamak và công nghệ cần thiết để giúp phản ứng tổng hợp có thể đạt được, hiệu quả và bền vững.
KSTAR và JET là những lò phản ứng tìm đường mở đường cho các nguyên mẫu như ITER và DEMO, là những nguyên mẫu quy mô thực sự của lò phản ứng tổng hợp hạt nhân. ITER sẽ ra mắt vào năm tới và sẽ tạo ra lượng năng lượng gấp 10 lần lượng năng lượng đưa vào. Người kế nhiệm của nó, DEMO, sẽ tạo ra điện và gấp 25 lần năng lượng đưa vào.
Chủ tịch KFE, Tiến sĩ Suk Jae Yoo, cho biết thêm: “Nghiên cứu này bật đèn xanh cho việc tiếp thu các công nghệ cốt lõi cần thiết cho lò phản ứng nhiệt hạch DEMO”. “Chúng tôi sẽ cố gắng hết sức để đảm bảo các công nghệ cốt lõi cần thiết cho hoạt động của ITER và xây dựng các lò phản ứng DEMO trong tương lai.”
DEMO dự kiến sẽ bắt đầu xây dựng sớm vì kế hoạch xây dựng dự kiến sẽ hoàn thành trong năm nay.