Объяснение: Какой экспериментальный термоядерный реактор Китая «искусственное солнце» установил рекорд?

За 20 секунд китайское «искусственное солнце» ВОСТОК достигло максимальной температуры 288 миллионов градусов по Фаренгейту, что более чем в десять раз горячее, чем солнце. Что такое ВОСТОК и как он работает?

Устройство EAST Tokamak разработано для воспроизведения процесса ядерного синтеза, осуществляемого Солнцем и звездами. (Фото: сайт АСИПП)

По данным государственных СМИ, китайский экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST), который имитирует процесс выработки энергии Солнцем, установил новый рекорд, проработав 216 миллионов градусов по Фаренгейту (120 миллионов градусов по Цельсию) в течение 101 секунды. В течение следующих 20 секунд искусственное солнце также достигло максимальной температуры 288 миллионов градусов по Фаренгейту (160 миллионов градусов по Цельсию), что более чем в десять раз горячее, чем солнце.

Последний подвиг китайских ученых - важный шаг в стремлении страны получить чистую и безграничную энергию с минимальным количеством отходов. «Прорыв - это значительный прогресс, и конечной целью должно быть поддержание температуры на стабильном уровне в течение длительного времени», - сказал Ли Мяо, директор факультета физики Южного университета науки и технологий в Шэньчжэне, Китай. Раз.

Новостная рассылка| Нажмите, чтобы получать лучшие объяснения дня на свой почтовый ящик

Но эксперты говорят, что до экспериментального 'искусственного солнца' в Китае еще далеко. По словам Линь Боцзяна, директора Китайского центра исследований экономики энергетики при Университете Сямэня, потребуются десятилетия, чтобы рабочий реактор вышел из экспериментальных стадий.

Итак, что такое «искусственное солнце» ВОСТОК Китая?

Реактор экспериментального усовершенствованного сверхпроводящего токамака (EAST) - это усовершенствованное экспериментальное исследовательское устройство ядерного синтеза, расположенное в Институте физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP) в Хэфэе, Китай. Цель искусственного солнца - воспроизвести процесс ядерного синтеза, который является той же реакцией, которая приводит в действие Солнце.

EAST - один из трех основных отечественных токамаков, которые в настоящее время работают по всей стране. Помимо EAST, Китай в настоящее время эксплуатирует реактор HL-2A, а также J-TEXT. В декабре 2020 года HL-2M Tokamak, крупнейшее и самое современное экспериментальное исследовательское устройство ядерного синтеза в Китае, было впервые успешно запущено, что стало ключевой вехой в развитии исследовательского потенциала Китая в области ядерной энергетики.

С момента начала эксплуатации в 2006 году EAST установил несколько рекордов по продолжительности удержания чрезвычайно горячей плазмы. Проект EAST является частью установки Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), который станет крупнейшим в мире термоядерным реактором, когда он будет введен в эксплуатацию в 2035 году. В проект включены вклады нескольких стран, включая Индию, Южную Корею, Японию и Россию. и США.

Как работает ВОСТОК «искусственного солнца»?

Устройство EAST Tokamak предназначено для воспроизведения процесса ядерного синтеза, осуществляемого Солнцем и звездами. Ядерный синтез - это процесс, в ходе которого производится большое количество энергии без образования большого количества отходов. Раньше энергия производилась посредством ядерного деления - процесса, в котором ядро ​​тяжелого атома расщеплялось на два или более ядер более легких атомов.

Хотя расщепление является более простым процессом, оно приводит к образованию гораздо большего количества ядерных отходов. В отличие от деления, термоядерный синтез также не выделяет парниковые газы и считается более безопасным процессом с меньшим риском аварий. После освоения ядерный синтез потенциально может обеспечить неограниченное количество чистой энергии и очень низкие затраты.

Чтобы произошел ядерный синтез, к атомам водорода прилагаются огромное количество тепла и давления, так что они сливаются вместе. Ядра дейтерия и трития, которые содержатся в водороде, сплавляются вместе, образуя ядро ​​гелия, нейтрон и много энергии.

Топливо нагревается до температуры более 150 миллионов градусов C, так что оно образует горячий плазменный суп из субатомных частиц. С помощью сильного магнитного поля плазма удерживается вдали от стенок реактора, чтобы гарантировать, что она не остынет и не потеряет свой потенциал генерировать большое количество энергии. Плазма удерживается на длительное время, чтобы произошел термоядерный синтез.

Какая последняя запись и почему она важна?

Реактор EAST установил новый рекорд в пятницу, когда он достиг температуры плазмы 216 миллионов градусов по Фаренгейту, а также смог проработать 20 секунд при 288 миллионов градусов по Фаренгейту. Для сравнения: температура ядра Солнца составляет всего около 15 миллионов градусов по Цельсию, а это означает, что реактор смог достичь температуры, которая в 10 раз выше этой.

Следующая цель ученых, создавших экспериментальный реактор, - поддерживать высокую температуру в течение длительного периода времени. Ранее в 2018 году ВОСТОК достигал рекордной температуры в 100 миллионов градусов по Цельсию.

«Это шаг в правильном направлении с точки зрения зеленого развития Китая», - сказал Линь Боцзян в интервью Global Times. По его словам, это больше похоже на технологию будущего, которая имеет решающее значение для зеленого развития Китая. Но хотя это значительный шаг вперед, Боцзян сказал, что до того, как Китай сможет увидеть полностью функционирующее искусственное солнце, все еще есть добрые три десятилетия.

Но Китай - не единственная страна, добившаяся высоких температур плазмы. В 2020 году южнокорейский реактор KSTAR установил новый рекорд, поддерживая температуру плазмы более 100 миллионов градусов по Цельсию в течение 20 секунд.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ: