Новий рекорд утримання плазми встановлений на реакторі kstar

KSTAR став першим в світі сверхпроводящим токамака, де розігрітий до 50 мільйонів градусів Цельсія водень вдалося утримати в режимі H-моди протягом 70 секунд. У режимі H-моди KSTAR заробив в листопаді 2010 року. Поступово, з 2011 року, південнокорейські фізики наростили час утримання плазми з 5,2 до 70 секунд. Режим H-моди, що забезпечує одночасне зниження теплових втрат і зростання температури в центрі плазми, тобто фактичне підвищення енергетичного виходу установки, був виявлений в 1982 році в ході експериментів на німецькому токамаке ASDEX (Axially Symmetric Divertor Experiment).

На жаль, режиму H-моди притаманні ELM-нестабільності: на периферії плазми формуються турбулентності, через що вона потрапляє на пластини дивертора - пристрої для видалення частинок, сприяючи його руйнування. На KSTAR навчилися пригнічувати ELM-нестабільності, розмістивши на внутрішній стінці вакуумної камери спеціальні магніти, які відводять надлишок енергії від периферії плазмового шнура.

Головні конкуренти південнокорейських вчених, по всій видимості, - їх китайські колеги. На сверхпроводящей установці EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) фахівці Інституту фізики плазми Академії наук КНР досягли ще більш вражаючих результатів. Розігріту до 50 мільйонів градусів Цельсія плазму вдалося зберегти в режимі H-моди протягом хвилини неіндуктівний горіння. Це означає, що струм в плазмі підтримувався системами її нагрівання - інжекторами і радіоджерелами, а не наведеним струмом в центральному соленоїді, як при індуктивному горінні.

Величина кільцевого струму змінюється у вузькому інтервалі значень, тому тривалість електричного імпульсу обмежена в часі. Існує можливість роботи соленоїда в змінному режимі, проте це вимагає великих витрат енергії. Неіндуктівний горіння в KSTAR також можливо, але корейці в цьому напрямку відстають від китайців.

Вченим КНР на EAST, між іншим, в лютому 2016 року не пощастило втримати в рівноважному стані протягом 102 секунд розігріту до 50 мільйонів градусів Цельсія плазму, правда, не в режимі H-моди. Примітно, що ця установка є модифікованою версією реактора HT-7, побудованого при співпраці з СРСР і Росією.

Реактор ITER також повинен працювати в режимі H-моди. На початковому етапі планується гібридне горіння, потім - тільки неіндукціонное. Тому дослідження, що проводяться на сучасних реакторах типу KSTAR і EAST, особливо актуальні.

Зараз основними засновниками ITER виступають Євросоюз, Індія, Китай, Південна Корея, Росія, США і Японія. У проекті прямо або побічно зайняті близько 35 країн із загальним населенням, що перевищує половину населення земної кулі. За квотою Росії з 1994 року в проекті ITER бере участь і Казахстан. Терміни запуску ITER неодноразово переносилися, сьогодні вчені планують почати експерименти в 2025 році.

Такі країни, як Китай, Південна Корея, Японія (установка JT-60SA) і Франція (реактор Tore Supra) в даний час найбільш інтенсивно розвивають дослідження в області термоядерного синтезу, на відміну від США і Великобританії. У США закрили Alcator C-Mod - один з двох найпотужніших термоядерних реакторів в країні. Британському JET (Joint European Torus), найбільшому в світі токамака, передрікають фінансові труднощі через Brexit.

«Китай - єдина країна в світі, наростила бюджет термоядерних досліджень, - зазначив фізик Ло Гуаннань, заступник директора проекту EAST. - Фінансування в Європі скоротилося, пропозиція про будівництво нових дослідницьких центрів в США відхилено Конгресом, прогресу в Японії немає ». Його колега, фізик Вань Юаньсі, що займається дослідженнями термоядерного синтезу в Китайській академії наук, сподівається, що саме в КНР буде побудована перша в світі термоядерна електростанція. джерело