Steve Krave / Flickr
В 2020 году корейский токамак KSTAR нагрел плазму до 100 000 000°С благодаря установке нового дивертора — устройства для удаления отработанных газов и примесей из внешних слоев плазмы. Предыдущее устройство состояло из углерода, и потому не выдерживало сверхвысоких температур. Новый дивертор из вольфрама превосходит термостойкость углерода в два раза. Об этом сообщил Национальный исследовательский совет науки и технологий (National Research Council of Science & Technology).
«Искусственное солнце» — это ядерная установка Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR). С помощью магнитного поля токамак удерживает плазму в стабильном состоянии и создает условия для термоядерного синтеза. В теории установка может постоянно генерировать нейтроны из плазмы и поставлять «питание» для этого синтеза. В будущем ученые планируют использовать токамак для перехода к экологически чистой ядерной энергетике.
Токамак состоит из вакуумного «сосуда» в виде кольца, в нижней части которого располагается дивертор. Это специальное устройство, удаляющее из внешних слоев плазмы отработанный газ и примеси. Для дивертора нужен особый материал, у которого будет высокая термостойкость.
Раньше у корейского токамака KSTAR был дивертор из углерода. Он выполнял все свои функции, однако в 2020 году, когда реактор нагрел плазму до 100 000 000°С, поток тепла превысил предел термостойкости углеродного дивертора.
Ученые решили создать новый дивертор, который будет выдерживать сверхвысокие температуры. Работа началась еще в 2018 году. Первый прототип появился к 2021 году, а с сентября 2022 началась установка устройства. В качестве основного материала исследователи выбрали вольфрам. При нормальных условиях он выглядит как твердый, блестящий и серебристо-серый металл. У вольфрама высокая температура плавления — она в два раза превышает предел углерода.
Недавно ученые разместили новый дивертор в токамаке. Устройство состоит из 64 кассет, каждая из которых изготовлена из моноблоков вольфрама. Эти кассеты полностью покрывают дно токамака.
Теперь исследователей ждут эксперименты с вольфрамовым дивертором: ученые проверят стабильность материала и еще раз нагреют плазму в KSTAR до 100 миллионов градусов. Испытания продлятся до февраля 2024 года.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.