Vysvetlenie: Aký je čínsky experimentálny fúzny reaktor s „umelým slnkom“, ktorý dosiahol rekord?

Čínske „umelé slnko“ VÝCHOD dosiahlo na 20 sekúnd maximálnu teplotu 288 miliónov stupňov Fahrenheita, čo je viac ako desaťkrát viac ako slnko. Čo je to EAST a ako to funguje?

Zariadenie EAST Tokamak je navrhnuté tak, aby replikovalo proces jadrovej fúzie, ktorý vykonáva slnko a hviezdy. (Foto: web ASIPP)

Čínsky experimentálny pokročilý supravodivý tokamak (EAST), ktorý napodobňuje proces výroby energie zo slnka, vytvoril nový rekord po tom, čo podľa štátnych médií bežal pri teplote 216 miliónov stupňov Fahrenheita (120 miliónov stupňov Celzia) počas 101 sekúnd. Na ďalších 20 sekúnd dosiahlo umelé slnko aj maximálnu teplotu 288 miliónov stupňov Fahrenheita (160 miliónov stupňov Celzia), čo je viac ako desaťkrát viac ako slnko.

Najnovší počin čínskych vedcov je významným krokom v snahe krajiny odomknúť čistú a neobmedzenú energiu s minimálnym množstvom odpadu. Prelomom je výrazný pokrok a konečným cieľom by malo byť udržanie teploty na stabilnej úrovni po dlhú dobu, povedal Li Miao, riaditeľ katedry fyziky na Southern University of Science and Technology v Shenzhene v Číne pre Global Global. Times.

Newsletter| Kliknutím dostanete do doručenej pošty najlepšie vysvetlivky dňa

Odborníci však tvrdia, že k čínskemu experimentálnemu „umelému slnku“ je ešte dlhá cesta. Podľa Lin Boquianga, riaditeľa Čínskeho centra pre výskum energetickej ekonomiky na univerzite v Xiamen, bude trvať desaťročia, kým sa funkčný reaktor vynorí z experimentálnych fáz.

Čo je teda čínske „umelé slnko“ VÝCHOD?

Experimentálny pokročilý supravodivý reaktor Tokamak (EAST) je pokročilé experimentálne výskumné zariadenie jadrovej fúzie umiestnené v Ústave fyziky plazmy Čínskej akadémie vied (ASIPP) v Hefei v Číne. Účelom umelého slnka je replikovať proces jadrovej fúzie, čo je rovnaká reakcia, ktorá poháňa slnko.

EAST je jedným z troch hlavných domácich tokamakov, ktoré sú v súčasnosti prevádzkované po celej krajine. Čína v súčasnosti okrem EAST prevádzkuje aj reaktor HL-2A a J-TEXT. V decembri 2020 bolo po prvýkrát úspešne spustené HL-2M Tokamak, najväčšie a najpokrokovejšie čínske experimentálne výskumné zariadenie jadrovej fúzie, čo je kľúčový míľnik v raste čínskych možností výskumu jadrovej energie.

Od prvého uvedenia do prevádzky v roku 2006 EAST vytvoril niekoľko rekordov v trvaní zadržania mimoriadne horúcej plazmy. Projekt EAST je súčasťou zariadenia Medzinárodného termonukleárneho experimentálneho reaktora (ITER), ktorý sa stane najväčším svetovým reaktorom jadrovej syntézy, keď bude uvedený do prevádzky v roku 2035. Projekt zahŕňa príspevky niekoľkých krajín vrátane Indie, Južnej Kórey, Japonska, Ruska a Spojenými štátmi.

Ako funguje „umelé slnko“ VÝCHOD?

Zariadenie EAST Tokamak je navrhnuté tak, aby replikovalo proces jadrovej fúzie, ktorý vykonáva slnko a hviezdy. Jadrová fúzia je proces, pri ktorom sa vyrába veľké množstvo energie bez vytvárania veľkého množstva odpadu. Predtým sa energia vyrábala jadrovým štiepením - procesom, pri ktorom sa jadro ťažkého atómu rozdelilo na dve alebo viac jadier ľahších atómov.

Zatiaľ čo štiepenie je jednoduchší proces, vytvára oveľa viac jadrového odpadu. Fúzia na rozdiel od štiepenia tiež nevypúšťa skleníkové plyny a považuje sa za bezpečnejší proces s nižším rizikom nehôd. Po zvládnutí by jadrová fúzia mohla potenciálne poskytnúť neobmedzenú čistú energiu a veľmi nízke náklady.

Aby došlo k jadrovej fúzii, na atómy vodíka sa pôsobí ohromným teplom a tlakom, takže sa spoja. Jadrá deutéria a trícia – obe nachádzajúce sa vo vodíku – sa spájajú, aby vytvorili jadro hélia, neutrón spolu s množstvom energie.

Palivo sa zahrieva na teploty nad 150 miliónov stupňov C, takže tvorí horúcu plazmovú polievku subatomárnych častíc. Pomocou silného magnetického poľa sa plazma drží ďalej od stien reaktora, aby sa zabezpečilo, že nevychladne a nestratí svoj potenciál generovať veľké množstvo energie. Plazma je na dlhý čas uzavretá, aby došlo k fúzii.

Aký je najnovší rekord a prečo na tom záleží?

Reaktor EAST dosiahol v piatok nový rekord, keď dosiahol teplotu plazmy 216 miliónov stupňov Fahrenheita a tiež dokázal bežať 20 sekúnd pri teplote 288 miliónov stupňov Fahrenheita. Aby sme to uviedli do perspektívy, slnečné jadro dosahuje iba asi 15 miliónov stupňov Celzia, čo znamená, že reaktor sa dokázal dotknúť teplôt, ktoré sú 10-krát vyššie.

Ďalším cieľom vedcov za experimentálnym reaktorom je udržať vysokú teplotu po dlhú dobu. Predtým dosiahol VÝCHOD v roku 2018 rekordnú teplotu 100 miliónov stupňov Celzia.

Toto je krok správnym smerom, pokiaľ ide o zelený rozvoj Číny, povedal Lin Boquiang pre Global Times. Je to skôr ako budúca technológia, ktorá je rozhodujúca pre zelený rozvoj Číny, povedal. Ale aj keď ide o významný vývoj, Boquiang povedal, že sú ešte dobré tri desaťročia, kým bude Čína schopná vidieť plne funkčné umelé slnko.

Čína však nie je jedinou krajinou, ktorá dosiahla vysoké teploty plazmy. V roku 2020 dosiahol juhokórejský reaktor KSTAR nový rekord udržiavaním teploty plazmy nad 100 miliónov stupňov Celzia počas 20 sekúnd.

Zdieľajte So Svojimi Priateľmi: