Токамак KSTAR удержал очень горячую плазму в течение 30 секунд

Физики, работающие на южнокорейском токамаке KSTAR, смогли удерживать плазму с ионной температурой 100 миллионов кельвин в магнитном поле в течение 30 секунд — это новый рекорд установки. Таким образом, KSTAR приблизился к мировому рекорду, который пока что, принадлежит китайскому токамаку EAST, сообщает издание Business Korea.

На токамаке KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) ведутся исследования в области длительного (до нескольких сотен секунд) удержания высокотемпературной водородной и дейтериевой плазмы в магнитном поле, а получаемые результаты будут использоваться как в проекте международного экспериментального термоядерного реактора ITER, так и при создании южнокорейского демонстрационного термоядерного реактора K-DEMO.

KSTAR обладает полностью сверхпроводящими магнитными катушками, которые сделаны из станнида триниобия и ниобий-титана и охлаждаются до температуры 4,5 кельвин. Максимальное значение тороидального магнитного поля, создаваемое катушками, составляет 3,5 тесла, большой радиус вакуумной камеры токамака равен 1,8 метра, а малый — 0,5 метра. Зажигание разряда и нагрев плазмы осуществляются за счет систем волнового нагрева и инжекции нейтралов.

На токамаке ранее уже достигались несколько мировых рекордов в области времени удержания горячей плазмы. В конце ноября 2021 года физикам, работающим на токамаке, удалось удерживать плазму с температурой ионов 100 миллионов кельвин в течение 30 секунд, работая в режиме с внутренним транспортным барьером (Internal Transport Barrier), характеризующимся меньшим уровнем турбулентности в плазме. Несмотря на то, что ранее на китайском токамаке EAST был достигнут рекордный показатель 101 секунда для плазмы с температурой 120 миллионов кельвин, команда KSTAR считает, что их результат крайне важен для термоядерной энергетики, так как в случае EAST указывалась температура электронов в плазме, которые нагреть гораздо проще.

Ожидается, что в следующем году KSTAR модернизируют, в частности установят вольфрамовый дивертор, что позволит к 2026 году довести время удержания плазмы с температурой 100 миллионов кельвин до 300 секунд. Такое значение уже сравнимо с временем горения разряда в ITER, составляющим 400 секунд.

Строительство реактора ITER, начатое в июле прошлого года, должно завершиться к 2025 году. О том, как в термоядерной гонке помимо крупных проектов участвуют частные компании, можно прочесть в материале «Это будет бомба».

Александр Войтюк