Magyarázat: Mi az a kínai „mesterséges nap” kísérleti fúziós reaktor, amely rekordot döntött?

A kínai „mesterséges nap” EAST 20 másodpercre elérte a 288 millió Fahrenheit fokos csúcshőmérsékletet, ami több mint tízszer melegebb, mint a nap. Mi az EAST és hogyan működik?

Az EAST Tokamak készüléket a Nap és a csillagok által végrehajtott magfúziós folyamat megismétlésére tervezték. (Fotó: az ASIPP honlapja)

Az állami média szerint a kínai Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), amely a nap energiatermelési folyamatát utánozza, új rekordot döntött, miután 216 millió Fahrenheit-fokon (120 millió Celsius-fokon) futott 101 másodpercig. További 20 másodpercig a mesterséges nap is elérte a 288 millió Fahrenheit-fok (160 millió Celsius-fok) csúcshőmérsékletét, ami több mint tízszer melegebb, mint a nap.

A kínai tudósok legújabb bravúrja jelentős lépés az ország azon törekvésében, hogy tiszta és határtalan energiát szabadítson fel minimális hulladéktermékkel. Az áttörés jelentős előrelépés, és a végső cél a hőmérséklet hosszú távú stabil szinten tartása kell, hogy legyen – mondta Li Miao, a kínai Shenzhenben található Déli Tudományos és Technológiai Egyetem fizikai tanszékének igazgatója a Globalnak. Times.

Hírlevél| Kattintson ide, hogy a nap legjobb magyarázóit megtalálja a postaládájában

A szakértők szerint azonban még hosszú utat kell megtenni Kína kísérleti „mesterséges napjához”. Lin Boquiang, a Hsziamen Egyetem Kínai Energiagazdasági Kutatóközpontjának igazgatója szerint évtizedekbe fog telni, amíg egy működő reaktor kikerül a kísérleti szakaszból.

Tehát mi Kína „mesterséges nap” keleti része?

Az Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) reaktor egy fejlett magfúziós kísérleti kutatóeszköz, amely a Kínai Tudományos Akadémia (ASIPP) Plazmafizikai Intézetében található, Hefeiben, Kínában. A mesterséges nap célja az, hogy megismételje a magfúzió folyamatát, amely ugyanaz a reakció, amely a napot táplálja.

Az EAST egyike annak a három nagy hazai tokamaknak, amelyeket jelenleg üzemeltetnek országszerte. A keleten kívül Kínában jelenleg a HL-2A reaktor, valamint a J-TEXT üzemel. 2020 decemberében a HL-2M Tokamak, Kína legnagyobb és legfejlettebb nukleáris fúziós kísérleti kutatási eszköze, első alkalommal sikeresen bekapcsolva volt – ez kulcsfontosságú mérföldkő Kína atomenergia-kutatási képességeinek növekedésében.

Mióta 2006-ban megkezdte működését, az EAST több rekordot is felállított a rendkívül forró plazma elzárásának időtartamát illetően. Az EAST projekt az International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) létesítmény része, amely 2035-ben a világ legnagyobb fúziós nukleáris reaktora lesz. A projekthez több ország, köztük India, Dél-Korea, Japán és Oroszország is hozzájárul. és az Egyesült Államokban.

Hogyan működik a „mesterséges nap” EAST?

Az EAST Tokamak készüléket a Nap és a csillagok által végrehajtott magfúziós folyamat megismétlésére tervezték. A magfúzió olyan folyamat, amelynek során nagy mennyiségű energia keletkezik anélkül, hogy nagy mennyiségű hulladék keletkezne. Korábban az energiát maghasadás útján állították elő – ez a folyamat, amelynek során egy nehéz atom magja két vagy több könnyebb atommagra hasadt.

Míg a hasadás könnyebben végrehajtható folyamat, sokkal több nukleáris hulladék keletkezik. A hasadástól eltérően a fúzió sem bocsát ki üvegházhatást okozó gázokat, és biztonságosabb folyamatnak tekinthető, kisebb a baleseti kockázattal. Elsajátítása után a magfúzió korlátlan mennyiségű tiszta energiát és nagyon alacsony költségeket biztosíthat.

A magfúzió létrejöttéhez óriási hőt és nyomást kell kifejteni a hidrogénatomokon, hogy azok összeolvadjanak. A deutérium és a trícium magja – mindkettő a hidrogénben található – összeolvad, és létrejön egy héliummag, egy neutron, valamint egy csomó energia.

Az üzemanyagot 150 millió C fok feletti hőmérsékletre hevítik, így szubatomi részecskékből forró plazmaleves keletkezik. Erős mágneses tér segítségével a plazmát távol tartják a reaktor falától, hogy ne hűljön le, és ne veszítse el képességét nagy mennyiségű energia előállítására. A plazma hosszú ideig zárva van, hogy a fúzió megtörténjen.

Mi a legújabb rekord és miért számít?

Az EAST reaktor új rekordot döntött pénteken, amikor elérte a 216 millió Fahrenheit-fok plazma hőmérsékletét, és 20 másodpercig 288 millió Fahrenheit-fokon is működött. Perspektivikusan a Nap magja csak körülbelül 15 millió Celsius fokot ér el, ami azt jelenti, hogy a reaktor képes volt megérinteni az ennél 10-szer magasabb hőmérsékletet.

A kísérleti reaktor mögött álló tudósok következő célja a magas hőmérséklet hosszú távú fenntartása. Korábban az EAST 2018-ban elérte a 100 millió Celsius-fokos rekord hőmérsékletet.

Ez egy lépés a helyes irányba, ami Kína zöld fejlődését illeti – mondta Lin Boquiang a Global Timesnak. Inkább olyan jövőbeli technológiához hasonlít, amely kritikus fontosságú Kína zöld fejlődéséhez, mondta. De bár ez jelentős fejlemény, Boquiang szerint még bő három évtized van ahhoz, hogy Kína képes legyen egy teljesen működőképes mesterséges napot látni.

De nem Kína az egyetlen ország, amely elérte a magas plazma hőmérsékletet. 2020-ban a dél-koreai KSTAR reaktor új rekordot döntött azzal, hogy 20 másodpercig 100 millió Celsius-fok feletti plazma hőmérsékletet tartott.

Oszd Meg A Barátaiddal: