Корейский токамак установил новый мировой рекорд

На реакторе KSTAR в Корейском институте термоядерной энергии (KFE) нагрели плазму до 100 млн °C и удерживали ее в стабильном состоянии 30 секунд. Исследователи без ложной скромности заявляют, что это поворотный момент на пути к коммерческому термояду.

Для удержания плазмы в токамаках применяют магнитный метод. Используют магнитные поля двух форм. В одних экспериментах — ​краевой транспортный барьер вокруг плазмы, который вызывает резкое снижение давления у стенки реактора. В других — ​внутренний транспортный барьер, который создает более высокое давление вблизи центра плазмы. Однако оба подхода не гарантируют стабильного удержания. Даже самые современные термоядерные установки с трудом удерживают ионизированную материю при температуре, необходимой для стабильной термоядерной реакции. А это обязательное условие получения энергии.

Команда эксперимента KSTAR объявила о прорыве в своей области. Технику для удержания модифицировали таким образом, чтобы плотность плазмы была намного ниже. Результатом стало повышение температуры в ядре плазмы и понижение на периферии. «Этот режим редко подвержен возмущениям, может надежно поддерживаться даже без сложного управления и поэтому представляет собой перспективный путь к коммерческим термоядерным реакторам. Благодаря обилию быстрых ионов, стабилизирующих турбулентность центральной плазмы, мы генерируем и удерживаем плазму при температуре 100 млн К (100 млн °C. — ​«СР»)», — ​резюмируют исследователи в журнале Nature.

К 2025 году на KSTAR рассчитывают довести длительность удержания плазмы до 300 секунд при 100 млн °C. «Эти технологии — ​ключ к термоядерной энергетике, — ​сказал физик-­ядерщик Си-­Ву Юн, директор Исследовательского центра KSTAR. — ​Наш успех стал поворотным моментом в гонке за технологиями для долговременной работы высокопроизводительной плазмы — ​критического компонента коммерческого термоядерного реактора будущего».

Рекорд длительности поддержания плазмы в настоящее время принадлежит китайскому экспериментальному сверхпроводящему токамаку EAST. В декабре 2021 года он поддерживал плазму более 17 минут, но при температуре 70 млн °C. В этом году европейский токамак JET побил рекорд выработки энергии: 59 МДж в течение пяти секунд.