Nowy kamień milowy dla fuzji jądrowej: reaktor bije rekord czasu trwania plazmy
Francuska Komisja Alternatywnych Źródeł Energii i Energii Atomowej (CEA) ogłosiła kamień milowy w postępach w dziedzinie utrzymywania plazmy wewnątrz reaktora jądrowego reaktora jądrowegoutrzymując plazmę przez 1 337 sekund. Ten nowy rekord stanowi 25% poprawę w stosunku do poprzedniego rekordu ustanowionego przez East w Chinach zaledwie kilka tygodni wcześniej.
Odpowiada to 22 minutom utrzymywania plazmy wewnątrz reaktora termojądrowego reaktora zanim uległa rozproszeniu lub stała się niestabilna. Technologia ta zużywa mniej paliwa niż reaktor rozszczepienia jądrowego i wytwarza mniej odpadów radioaktywnych, co czyni ją kluczową dla przyszłego wytwarzania energii.
Według CEA, plazma osiągnęła temperaturę 50 milionów stopni, demonstrując znaczący postęp w dążeniu do kontrolowanej fuzji jądrowej. Wynik został uzyskany w urządzeniu tokamak - używanym w magnetycznych reaktorach termojądrowych - i może być kluczowym krokiem naprzód dla maszyn takich jak Międzynarodowy Eksperymentalny Reaktor Termojądrowy (Iter), w budowie we Francji.
Komisja pracuje nad osiągnięciem dłuższego czasu trwania plazmy - do godzin - i wyższych temperatur, aby zbliżyć się do warunków niezbędnych w plazmie termojądrowej.
"West osiągnął nowy kluczowy kamień milowy w technologii, utrzymując plazmę wodorową przez ponad dwadzieścia minut dzięki wstrzyknięciu 2 megawatów (MW) mocy grzewczej. Eksperymenty będą kontynuowane ze zwiększoną mocą" - powiedziała Anne-Isabelle Etienvre, dyrektor ds. badań podstawowych w CEA.
Jednym z głównych wyzwań w badaniach nad fuzją jądrową jest kontrolowanie z natury niestabilnej plazmy przy jednoczesnym zapewnieniu długowieczności komponentów związanych z plazmą, które muszą być odporne na ekstremalne temperatury i promieniowanie. Naukowcy z West wykorzystują cewki nadprzewodzące i aktywnie chłodzone komponenty, aby stworzyć stabilne środowisko dla tych długotrwałych eksperymentów, które ostatecznie będą musiały trwać kilka godzin.
Źródło(a)
CEA (W języku angielskim)
12 lutego urządzenie West należące do CEA było w stanie utrzymać plazmę przez ponad 22 minuty. Tym samym pobiła ona poprzedni rekord czasu utrzymywania plazmy osiągnięty za pomocą tokamaka. Ten skok naprzód pokazuje, jak nasza wiedza na temat plazmy i technologicznej kontroli nad nią w dłuższych okresach staje się coraz bardziej dojrzała i daje nadzieję, że plazmy termojądrowe mogą być stabilizowane przez dłuższy czas w maszynach takich jak Iter.
1337 sekund: tyle czasu był w stanie utrzymać plazmę West, tokamak uruchomiony w ośrodku CEA Cadarache w południowej Francji i jeden ze średniej wielkości tokamaków konsorcjum EUROfusion w dniu 12 lutego. Był to wynik o 25% lepszy od poprzedniego rekordowego czasu osiągniętego w East, w Chinach, kilka tygodni wcześniej.
Osiągnięcie takich czasów jest kluczowym kamieniem milowym dla maszyn takich jak Iter, które będą musiały utrzymywać plazmę termojądrową przez kilka minut. Ostatecznym celem jest kontrolowanie plazmy, która jest naturalnie niestabilna, przy jednoczesnym zapewnieniu, że wszystkie komponenty związane z plazmą są w stanie wytrzymać jej promieniowanie bez awarii lub zanieczyszczenia.
To właśnie zamierzają osiągnąć naukowcy z CEA i to tłumaczy obecny rekord. W nadchodzących miesiącach zespół West podwoi wysiłki, aby osiągnąć bardzo długi czas trwania plazmy - do kilku godzin łącznie - ale także podgrzać plazmę do jeszcze wyższych temperatur, aby zbliżyć się do warunków oczekiwanych w plazmie termojądrowej.
West to ośrodek CEA, który korzysta z wieloletniego doświadczenia Komisji w wykorzystywaniu tokamaków do badania plazmy. Przyjmuje naukowców z całego świata, którzy wykorzystują jego kluczowe cechy, które pozwalają na długotrwałe plazmy, w szczególności cewki nadprzewodzące i aktywnie chłodzone komponenty. West jest jednym z aspektów międzynarodowego ruchu obejmującego inne duże eksperymenty, w które naukowcy z CEA są mocno zaangażowani, takie jak JET, tokamak Joint European Torus w Wielkiej Brytanii (zamknięty pod koniec 2023 r.), który jest rekordzistą w dziedzinie energii termojądrowej, JT-60SA w Japonii, EAST w Chinach i KSTAR w Korei Południowej, nie wspominając o flagowej maszynie, jaką jest Iter.
"West osiągnął nowy kluczowy technologiczny kamień milowy, utrzymując plazmę wodorową przez ponad dwadzieścia minut dzięki wstrzyknięciu 2 MW mocy grzewczej. Eksperymenty będą kontynuowane ze zwiększoną mocą. Ten znakomity wynik pozwala zarówno Westowi, jak i francuskiej społeczności na objęcie pozycji lidera w zakresie przyszłego wykorzystania Itera", komentuje Anne-Isabelle Etienvre, dyrektor ds. badań podstawowych w CEA.
