Kore'nin "yapay Güneşi" füzyon reaktörü, 100 milyon derece plazmayı sürdürme konusunda yeni bir rekora imza attı. Güney Kore Süperiletken Tokamak Gelişmiş Araştırma (KSTAR) reaktörü, son yıllarda kendi rekorlarını alt üst ederek, dönümlü gövdesinde inanılmaz derecede sıcak plazmayı ne kadar süreyle üretebileceğini gösteriyor.
100 milyon derece santigrat sıcaklıkta, plazmadaki ağır hidrojen izotopları, güneşin çekirdeğinde olduğu gibi enerjiyi salarak bir araya zorlanıyor. Ancak nükleer füzyon için bir zorluk, bu kıvranan plazma döngüsünü manyetik alanlar kullanarak içinde tutmaktır.
KSTAR'ın sonuçları, füzyon enerjisinin yolunda bazı önemli zorluklarla karşılaştığını gösteriyor, ancak aynı teknoloji sınıfındaki diğer füzyon reaktörleri daha da ileriye gitmiş durumda.
Yeni bileşenlerin test edilmesiyle KSTAR, bütçe aşımı ve teknik engelleri aşabilirse dünyanın en büyük tokamak füzyon reaktörü olabilecek Uluslararası Termoyükleer Deneysel Reaktör (ITER) için yol açıyor.
KSTAR'ın yeni rekoru, 2023'te reaktörün içindeki en yüksek sıcaklıkları işleyen ve atık ürünleri uzaklaştıran bir bileşen olan devirtörünün yükseltilmesinden kaynaklanıyor.
KSTAR'ın devirtörü artık tungsten'den yapılmıştır, bu madde çok yüksek bir erime noktasına sahiptir ancak önceki karbon bazlı devirtörler gibi plazma yakıtını sünger gibi emmez veya onunla reaksiyona girmez.
Yeni devirtörlerin montajı geçen yıl tamamlandı ve bu da KSTAR'ın son 3 aylık çalışmasında rekor füzyon süresini 2021'deki yarım dakikadan 48 saniyeye çıkardı.
KSTAR Araştırma Merkezi Direktörü Si-Woo Yoon, "Yeni tungsten devirtörlerin ortamında yapılan ilk deney olmasına rağmen, titiz donanım testleri ve kampanya hazırlığı, kısa bir sürede önceki KSTAR rekorlarını aşan sonuçlar elde etmemizi sağladı" dedi.
Ancak devirtörün güneşinkinden yedi kat daha yüksek sıcaklıklarda performans göstermesi gerekiyordu; kesinlikle garantili bir şey değildi.
KFE araştırmacıları, tungstenin bir sünger gibi kırılabileceği veya yeni kurulumun plazma üretemeyeceği riskini taşıyordu. Sadece devirtörün malzemesi değişmekle kalmamış, aynı zamanda şekli de değişmişti.
KFE fizikçisi Hyunseok Kim, "Kampanyanın başında, tokamak'ın iç duvarının sıcaklığı iyi yükselmedi" diyor ancak araştırmacılar plazmayı manyetik alanlarla hemen halletmeyi başardı.
Tungsten devirtör, KSTAR'ın performansını iyileştirmeye yardımcı olan tek yükseltme değildi. KFE araştırmacıları, plazmayı yerinde tutan manyetik bobinlerdeki minik kusurlardan kaynaklanan plazmanın kenarındaki zayıflıkları stabilize etmenin bir yolunu bulduklarını Nature Communications dergisinde Şubat ayında yazdılar.
Bu iyileştirme, plazmayı yüksek verimli bir durumda, yüksek sıkışma ya da "H-mod" adı verilen bir durumda 102 saniye boyunca tutmayı sağladı. Önceki denemelerde performans dramatik bir şekilde düştüğünde sadece birkaç saniyeliğine sınırlıydı.
İdeal olarak, tamamen operasyonel bir füzyon enerji istasyonu, kritik sıcaklıklarda H-mod'da sürdürülebilir bir enerji kaynağı üretmek için yeterli süreyle çalışacaktır. Bu başarılar, bu hedefe doğru atılmış dev bir adımı temsil ediyor.
KFE'nin Yüksek Performans Senaryo Araştırma Ekibindeki bir plazma fizikçisi olan Hyeon-seon Han, ekiplerinin şu anda bu son deneysel veri grubunu gözden geçirdiğini, ITER'in hazırlıklarına katkı sağlayacaklarını, sonuçlarını yayınlamak için sonuçlarını bir araya getirdiklerini ve bir sonraki kampanyalarını planladıklarını söyledi.
Han, umarım kısa sürede 50 saniye sınırını aşabiliriz ve 2026'nın sonuna kadar 100 milyon derecenin üzerindeki sıcaklıklarda 300 saniye boyunca plazma işletimini başarmak için projenin nihai hedefine ulaşabiliriz.
Bu, KSTAR'ın mevcut rekorunun altı katı ve Çin'in Deneyimsel Gelişmiş Süperiletken Tokamak (EAST) reaktöründen hala dakikalarca daha kısa, çünkü nükleer füzyon reaktörlerini çalıştırmak ve birkaç saniye boyunca plazma reaksiyonları üretmek için büyük miktarda enerjiye ihtiyaç vardır .
Kaynak:https://www.sciencealert.com/korean-fusion-reactor-sets-new-record-for-sustaining-100-million-degree-plasma
