Công ty Nghiên cứu Tiên tiến Siêu dẫn Tokamak Hàn Quốc (KSTAR), một thiết bị nhiệt hạch siêu dẫn còn được gọi là "mặt trời nhân tạo của Hàn Quốc", đã lập kỷ lục thế giới mới khi thành công trong việc duy trì plasma nhiệt độ cao trong 20 giây, với nhiệt độ ion trên 100 triệu độ C.
KSTAR là một thiết bị tổng hợp hạt nhân loại Tokamak, về bản chất là một hệ thống bẫy plasma nhiệt độ cực cao trong từ tính mạnh. Để thực hiện phản ứng tổng hợp hạt nhân tương tự như trên bề mặt mặt trời, các đồng vị hydro được đặt trong một bình chứa và được quấn trong một cuộn dây khổng lồ. KSTAR sau đó tạo ra trạng thái plasma trong đó các ion và electron được tách ra, được nung nóng và duy trì ở nhiệt độ cao.
"Mặt trời nhân tạo" KSTAR.
Từ trước đến nay, đã có những thiết bị tổng hợp hạt nhân có thể duy trì plasma trong thời gian ngắn ở nhiệt độ trên 100 triệu độ C, nhưng chưa bao giờ có thể duy trì trạng thái đó quá 10 giây. Bởi đây chính là giới hạn hoạt động của thiết bị dẫn điện bình thường và rất khó để duy trì trạng thái plasma ổn định trong thiết bị nhiệt hạch ở nhiệt độ cao như vậy trong một thời gian dài.
KSTAR đã thành công trong việc đạt 100 triệu độ C ở trạng thái plasma lần đầu tiên vào năm 2018, nhưng chỉ có thể giữ được khoảng 1,5 giây. Sau đó trong thử nghiệm năm 2019, thời gian đang tăng lên 8 giây.
Kỷ lục về mặt trời nhân tạo: Duy trì plasma ở 100 triệu độ C trong 20 giây
Trong thử nghiệm năm 2020, KSTAR đã cải thiện hiệu suất của chế độ Rào cản vận chuyển nội bộ (ITB), một trong những chế độ hoạt động plasma thế hệ tiếp theo được phát triển vào năm ngoái và đã thành công trong việc duy trì trạng thái plasma trong một thời gian dài, vượt qua các giới hạn hiện có của hoạt động plasma ở nhiệt độ cực cao.
Trung tâm KSTAR Hàn Quốc.
"Các công nghệ cần thiết để duy trì plasma ở nhiệt độ cực cao 100 triệu độ C trong thời gian dài là chìa khóa để hiện thực hóa năng lượng nhiệt hạch", Giám đốc Si-Woo Yoon của Trung tâm Nghiên cứu KSTAR tại KFE giải thích. "Thành công của KSTAR trong việc duy trì plasma nhiệt độ cao trong 20 giây sẽ là một bước ngoặt quan trọng trong cuộc chạy đua đảm bảo các công nghệ cho hoạt động plasma hiệu suất cao trong thời gian dài, một thành phần quan trọng của lò phản ứng tổng hợp hạt nhân thương mại trong tương lai."
KSTAR bắt đầu vận hành thiết bị vào tháng 8 năm ngoái và có kế hoạch tiếp tục thử nghiệm tạo plasma cho đến ngày 10/12, tiến hành tổng cộng 110 thí nghiệm plasma bao gồm hoạt động plasma hiệu suất cao và các thí nghiệm giảm thiểu sự gián đoạn plasma, là các thí nghiệm nghiên cứu chung với các nghiên cứu trong nước và các tổ chức nước ngoài.
Mục tiêu cuối cùng của KSTAR là thành công trong việc "duy trì plasma vượt quá 100 triệu độ C trong liên tục 300 giây vào năm 2025".
Tham khảo phys
CÙNG CHUYÊN MỤC
