Ближе к звездам: токамак KSTAR поставил новый мировой рекорд удержания плазмы

Внутренний вид токамака KSTAR Источник

Токамак KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) тестируется уже в течение 12 лет. Сейчас на KSTAR установлен новый мировой рекорд удержания плазмы в магнитном поле — целых 20 секунд. Предыдущий рекорд по времени составил 8 секунд. Согласно дорожной карте проекта, через 5 лет он должен увеличиться в 15 раз. В ходе текущих испытаний температура плазмы составила 100 млн градусов Цельсия. Рассказываем подробности.

Главное предназначение токамака KSTAR — исследование способов и особенностей длительного удержания дейтериевой и водородной плазмы в магнитном поле. Это необходимо, в том числе, для функционирования термоядерного реактора ITER. Проектирование его уже давно закончено, сейчас идет строительство в центре Катарам на юге Франции.

Параметры токамака KSTAR и их сравнение с параметрами реактора-токамака ITER

Физики экспериментируют с временем удержания плазмы в токамаке KSTAR на протяжении всех 12 лет. В марте прошлого года удалось довести период удержания плазмы сверхвысокой температуры до 8 секунд. О новом рекорде удержания плазмы длительностью дольше 10 секунд объявил Южнокорейский национальный исследовательский институт термоядерного синтеза (NFRI). В конце ноября KSTAR удерживал плазму при температуре 100 млн градусов Цельсия в течение 20 секунд.

Новый рекорд был поставлен в режиме, при котором понижен уровень турбулентности в плазме, но повышена температура центральной области плазменного шнура по сравнению с режимом H-mode. В этом режиме плазма стабильнее и лучше удерживается.

Итогом всех экспериментов с токамаком KSTAR должна стать термоядерная реакция мощностью до 500 мегаватт в течение 1000 секунд. Через 5 лет ученые ставят цель добиться 300-секундного удержания плазмы.

К 2040 году NFRI планирует ввести в эксплуатацию демонстрационный реактор нового поколения K-DEMO. Реактор будет производить электричество.

Слева на фото — О.Лаврентьев — изобретатель токамака и отец водородной бомбы

Токамак спроектировали в СССР еще 70 лет назад. Впоследствии идею физика О.Лаврентьева поддержали А.Сахаров и И.Тамм. Первый действующий токамак построен в 1954 году. В течение 14 лет подобные устройства существовали только в СССР, так как другие страны не решились на реализацию столь сложного проекта, причем далеко не все ученые верили, что токамак будет работать.