Обяснено: Какво представлява китайският експериментален термоядрен реактор „изкуствено слънце“, който постави рекорд?

За 20 секунди китайското „изкуствено слънце“ EAST постигна пикова температура от 288 милиона градуса по Фаренхайт, което е над десет пъти по-горещо от слънцето. Какво е EAST и как работи?

Устройството EAST Tokamak е проектирано да възпроизвежда процеса на ядрен синтез, извършван от слънцето и звездите. (Снимка: уебсайтът на ASIPP)

Китайският експериментален усъвършенстван свръхпроводящ токамак (EAST), който имитира процеса на генериране на енергия от слънцето, постави нов рекорд, след като работи при 216 милиона градуса по Фаренхайт (120 милиона градуса по Целзий) за 101 секунди, според държавните медии. За още 20 секунди изкуственото слънце също постигна пикова температура от 288 милиона градуса по Фаренхайт (160 милиона градуса по Целзий), което е над десет пъти по-горещо от слънцето.

Последният подвиг на китайски учени е значителна стъпка в стремежа на страната да отключи чиста и неограничена енергия с минимални отпадъчни продукти. Пробивът е значителен напредък и крайната цел трябва да бъде поддържането на температурата на стабилно ниво за дълго време, каза Ли Мяо, директор на катедрата по физика в Южния университет за наука и технологии в Шенжен, Китай, пред Global времена.

бюлетин| Кликнете, за да получите най-добрите обяснения за деня във входящата си кутия

Експертите обаче казват, че все още има дълъг път за експерименталното „изкуствено слънце“ в Китай. Според Лин Бокианг, директор на Китайския център за изследвания в областта на енергийната икономика в университета Ксиамен, ще са необходими десетилетия, докато работещ реактор излезе от експерименталните си етапи.

И така, какво е китайското „изкуствено слънце“ ИЗТОК?

Експерименталният усъвършенстван свръхпроводящ токамак (EAST) реактор е усъвършенствано експериментално изследователско устройство за ядрен синтез, разположено в Института по физика на плазмата на Китайската академия на науките (ASIPP) в Хефей, Китай. Целта на изкуственото слънце е да възпроизведе процеса на ядрен синтез, който е същата реакция, която захранва слънцето.

EAST е един от трите основни домашни токамака, които в момента се експлоатират в цялата страна. Освен в EAST, в момента Китай работи с реактора HL-2A, както и с J-TEXT. През декември 2020 г. HL-2M Tokamak, най-голямото и най-модерното експериментално изследователско устройство за ядрен синтез в Китай, беше успешно пуснато за първи път - ключов етап в растежа на изследователските възможности на Китай в областта на ядрената енергия.

Откакто за първи път започна да функционира през 2006 г., EAST постави няколко рекорда за продължителността на задържане на изключително гореща плазма. Проектът EAST е част от съоръжението за международен термоядрен експериментален реактор (ITER), който ще стане най-големият реактор за ядрен синтез в света, когато влезе в експлоатация през 2035 г. Проектът включва приноса на няколко държави, включително Индия, Южна Корея, Япония, Русия и Съединените щати.

Как действа „изкуственото слънце“ EAST?

Устройството EAST Tokamak е проектирано да възпроизвежда процеса на ядрен синтез, извършван от слънцето и звездите. Ядреният синтез е процес, чрез който се произвеждат високи нива на енергия, без да се генерират големи количества отпадъци. Преди това енергията се произвеждаше чрез ядрено делене - процес, при който ядрото на тежък атом беше разделено на две или повече ядра от по-леки атоми.

Докато деленето е по-лесен процес за извършване, то генерира много повече ядрени отпадъци. За разлика от деленето, синтезът също не отделя парникови газове и се счита за по-безопасен процес с по-нисък риск от аварии. Веднъж усвоен, ядреният синтез може потенциално да осигури неограничена чиста енергия и много ниски разходи.

За да се случи ядрен синтез, върху водородните атоми се прилагат огромна топлина и налягане, така че те да се слеят заедно. Ядрата на деутерий и тритий - и двете открити във водорода - са направени да се слеят заедно, за да създадат ядро ​​на хелий, неутрон заедно с много енергия.

Горивото се нагрява до температури от над 150 милиона градуса C, така че да образува гореща плазмена супа от субатомни частици. С помощта на силно магнитно поле плазмата се държи далеч от стените на реактора, за да се гарантира, че няма да се охлади и да загуби потенциала си да генерира големи количества енергия. Плазмата е затворена за дълго време, за да се осъществи синтез.

Кой е последният запис и защо има значение?

Реакторът EAST постави нов рекорд в петък, когато постигна плазмена температура от 216 милиона градуса по Фаренхайт и също така успя да работи за 20 секунди при 288 милиона градуса по Фаренхайт. За да представим това в перспектива, ядрото на слънцето достига само около 15 милиона градуса по Целзий, което означава, че реакторът е в състояние да докосне температури, които са 10 пъти по-горещи от тази.

Следващата цел на учените зад експерименталния реактор е да поддържат високата температура за дълъг период от време. Преди това EAST беше достигнал рекордната температура от 100 милиона градуса по Целзий през 2018 г.

Това е стъпка в правилната посока, що се отнася до зеленото развитие на Китай, каза Лин Бокианг пред Global Times. Това е по-скоро бъдеща технология, която е от решаващо значение за тласъка за зелено развитие на Китай, каза той. Но въпреки че това е значително развитие, Бокианг каза, че има още добри три десетилетия, преди Китай да може да види напълно функциониращо изкуствено слънце.

Но Китай не е единствената страна, която е постигнала високи плазмени температури. През 2020 г. южнокорейският реактор KSTAR постави нов рекорд, като поддържа плазмена температура от над 100 милиона градуса по Целзий за 20 секунди.

Споделете С Приятелите Си: