Fusjonsenergi: EAST Tokamak i Kina oppnår Key Milestone

Eksperimentell avansert superledende Tokamak (ØST) i Kina har med suksess opprettholdt en stabil plasmaoperasjon med høy inneslutning i 1,066 sekunder, og brøt sin egen tidligere rekord på 403 sekunder oppnådd i 2023.

20. januar 2025 opprettholdt det eksperimentelle avanserte superledende Tokamak-anlegget (EAST) i Kina (populært kjent som Kinas 'kunstige sol') en stabil plasmadrift med høy innesperring i 1,066 sekunder. Varigheten på 1,066 403 sekunder er et nøkkeltrinn i fusjonsforskning; derfor er denne prestasjonen en milepæl i jakten på fusjonskraftproduksjon. EAST-anlegget hadde tidligere opprettholdt en steady-state high-confinement plasma-drift i 2023 sekunder i 100. For å tillate kjernefysisk fusjon, må de kontrollerte fusjonsfasilitetene nå temperaturer over XNUMX millioner ℃ samtidig som de opprettholder stabil langtidsdrift.

Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST)-anlegget i Kina ble operativt i 2007. Dette er en tokamak-enhet og har fungert som en åpen testplattform for forskere til å utføre fusjonsrelaterte eksperimenter og forskning siden den ble operativ.

EAST tokamak-enhet ligner på ITER i form og likevekt, men mindre, men likevel mer fleksibel. Den har tre karakteristiske trekk: ikke-sirkulært tverrsnitt, fullt superledende magneter og fullt aktivt vannkjølte plasma-motstående komponenter (PFC). Det har gjort betydelige fremskritt i tilnærmingen til magnetisk innesperring av kjernefysisk fusjon, spesielt når det gjelder å oppnå rekordhøy plasmatemperatur.

Bruk av magneter for å begrense og kontrollere plasma er en av de to hovedtilnærmingene for å nå ekstreme forhold som trengs for kjernefysisk fusjon. Tokamak-enheter bruker magnetiske felt for å generere varme og begrense høytemperaturplasma. ITER er det største tokamakprosjektet i verden. Basert i St. Paul-lez-Durance i Sør-Frankrike, er ITER det mest ambisiøse fusjonsenergisamarbeidet til 35 nasjoner. Den bruker en ringtorus (eller smultringmagnetisk enhet) for å begrense fusjonsdrivstoff i lange perioder ved høye nok temperaturer til at fusjonsantenning kan finne sted. I likhet med ITER er STEP-fusjonsprogrammet i Storbritannia basert på magnetisk inneslutning av plasma ved bruk av tokamak. Tokamak til STEP-programmet vil imidlertid være sfærisk formet (i stedet for ITERs smultring). En sfærisk tokamak er kompakt, kostnadseffektiv og kan være lettere å skalere.

Inertial Confinement Fusion (ICF) er den andre tilnærmingen for å oppnå ekstreme forhold som kreves for kjernefysisk fusjon. I denne tilnærmingen skapes ekstreme fusjonsforhold ved å raskt komprimere og varme opp en liten mengde fusjonsdrivstoff. National Ignition Facility (NIF) ved Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) bruker laserdrevet implosjonsteknikk for å implodere kapsler fylt med deuterium-tritium drivstoff ved hjelp av høyenergilaserstråler. NIF har nylig demonstrert proof-of-concept for denne tilnærmingen at kontrollert kjernefysisk fusjon kan utnyttes for å dekke energibehov.

***

Referanser:

Hefei Institutes of Physical Science, CAS. Nyheter – Kinesisk «kunstig sol» oppnår ny rekord i en betydelig milepæl mot fusjonskraftproduksjon. Lagt ut 21. januar 2025. Tilgjengelig på https://english.hf.cas.cn/nr/bth/202501/t20250121_899051.html

Eksperimentell avansert superledende Tokamak (ØST). Kort introduksjon. Tilgjengelig på http://east.ipp.ac.cn/index/article/info/id/52.html

Zhou C., 2024. Sammenligning mellom EAST og ITER tokamak. Teoretisk og naturvitenskap, 43,162-167. DOI: https://doi.org/10.54254/2753-8818/43/20240818

Hu, J., Xi, W., Zhang, J. et al. All superledende tokamak: ØST. AAPPS Bull. 33, 8 (2023). https://doi.org/10.1007/s43673-023-00080-9

Zheng J., et al 2022. Nylig fremgang i kinesisk fusjonsforskning basert på superledende tokamak-konfigurasjon. Innovasjonen. Bind 3, utgave 4, 12. juli 2022, 100269. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100269

***

Relaterte artikler