Wyjaśnienie: Czym jest eksperymentalny reaktor termojądrowy „sztucznego słońca” w Chinach, który ustanowił rekord?
W ciągu 20 sekund chińskie „sztuczne słońce” EAST osiągnęło szczytową temperaturę 288 milionów stopni Fahrenheita, czyli ponad dziesięć razy wyższą temperaturę niż słońce. Co to jest EAST i jak to działa?
Urządzenie EAST Tokamak zostało zaprojektowane do odtworzenia procesu syntezy jądrowej przeprowadzanej przez Słońce i gwiazdy. (Zdjęcie: strona internetowa ASIPP) Chiński eksperymentalny zaawansowany tokamak nadprzewodzący (EAST), który naśladuje proces wytwarzania energii słonecznej, ustanowił nowy rekord po tym, jak przez 101 sekund osiągnął 216 milionów stopni Fahrenheita (120 milionów stopni Celsjusza), jak podają państwowe media. Przez kolejne 20 sekund sztuczne słońce osiągnęło również szczytową temperaturę 288 milionów stopni Fahrenheita (160 milionów stopni Celsjusza), czyli ponad dziesięciokrotnie wyższą temperaturę niż słońce.
Najnowsze osiągnięcie chińskich naukowców to znaczący krok w dążeniu kraju do uwolnienia czystej i nieograniczonej energii przy minimalnej ilości odpadów. Przełomem jest znaczny postęp, a ostatecznym celem powinno być utrzymanie temperatury na stabilnym poziomie przez długi czas, Li Miao, dyrektor wydziału fizyki na Południowym Uniwersytecie Nauki i Technologii w Shenzhen w Chinach, powiedział Global Czasy.
Biuletyn Informacyjny| Kliknij, aby uzyskać najlepsze objaśnienia dnia w swojej skrzynce odbiorczej
Eksperci twierdzą jednak, że przed eksperymentalnym „sztucznym słońcem” w Chinach jest jeszcze długa droga. Według Lin Boquianga, dyrektora Chińskiego Centrum Badań nad Gospodarką Energetyczną na Uniwersytecie Xiamen, minie dziesięciolecia, zanim działający reaktor wyjdzie z faz eksperymentalnych.
Czym więc jest „sztuczne słońce” Chin na wschodzie?
Reaktor Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) jest zaawansowanym eksperymentalnym urządzeniem badawczym dotyczącym syntezy jądrowej, zlokalizowanym w Instytucie Fizyki Plazmy Chińskiej Akademii Nauk (ASIPP) w Hefei w Chinach. Celem sztucznego słońca jest odtworzenie procesu syntezy jądrowej, która jest tą samą reakcją, która zasila słońce.
EAST jest jednym z trzech głównych krajowych tokamaków, które są obecnie eksploatowane w całym kraju. Oprócz WSCHODU w Chinach eksploatowany jest obecnie reaktor HL-2A oraz J-TEXT. W grudniu 2020 r. po raz pierwszy pomyślnie uruchomiono HL-2M Tokamak, największe i najbardziej zaawansowane w Chinach eksperymentalne urządzenie badawcze do badań nad syntezą jądrową, co jest kamieniem milowym w rozwoju chińskich zdolności badawczych w dziedzinie energetyki jądrowej.
Od momentu rozpoczęcia działalności w 2006 r. EAST ustanowił kilka rekordów w zakresie czasu utrzymywania niezwykle gorącej plazmy. Projekt EAST jest częścią obiektu Międzynarodowego Eksperymentalnego Reaktora Termojądrowego (ITER), który po uruchomieniu w 2035 r. stanie się największym na świecie reaktorem syntezy jądrowej. Projekt obejmuje wkład kilku krajów, w tym Indii, Korei Południowej, Japonii i Rosji i Stany Zjednoczone.
Jak działa „sztuczne słońce” WSCHÓD?
Urządzenie EAST Tokamak zostało zaprojektowane do odtworzenia procesu syntezy jądrowej przeprowadzanej przez Słońce i gwiazdy. Synteza jądrowa to proces, w którym wytwarzany jest wysoki poziom energii bez generowania dużych ilości odpadów. Wcześniej energia była wytwarzana w wyniku rozszczepienia jądra — procesu, w którym jądro ciężkiego atomu zostało podzielone na dwa lub więcej jąder lżejszych atomów.
Chociaż rozszczepienie jest procesem łatwiejszym do przeprowadzenia, generuje znacznie więcej odpadów jądrowych. W przeciwieństwie do rozszczepienia synteza jądrowa nie emituje również gazów cieplarnianych i jest uważana za proces bezpieczniejszy, o niższym ryzyku wypadków. Po opanowaniu synteza jądrowa mogłaby potencjalnie zapewnić nieograniczoną czystą energię i bardzo niskie koszty.
Aby nastąpiła fuzja jądrowa, atomy wodoru poddawane są działaniu ogromnego ciepła i ciśnienia, tak że łączą się one ze sobą. Jądra deuteru i trytu — oba znajdujące się w wodorze — łączą się ze sobą, tworząc jądro helu, neutron wraz z dużą ilością energii.
Paliwo jest podgrzewane do temperatury ponad 150 milionów stopni C, dzięki czemu tworzy gorącą plazmę z cząstek subatomowych. Za pomocą silnego pola magnetycznego plazma jest trzymana z dala od ścian reaktora, aby nie ostygła i nie straciła potencjału do generowania dużych ilości energii. Osocze jest zamknięte na długi czas, aby zaszła fuzja.
Jaka jest najnowsza płyta i dlaczego ma to znaczenie?
Reaktor EAST ustanowił w piątek nowy rekord, kiedy osiągnął temperaturę plazmy 216 milionów stopni Fahrenheita, a także zdołał pracować przez 20 sekund przy 288 milionach stopni Fahrenheita. Aby spojrzeć na to z innej perspektywy, jądro słoneczne osiąga jedynie około 15 milionów stopni Celsjusza, co oznacza, że reaktor był w stanie wytrzymywać temperatury, które są 10 razy wyższe niż ta.
Kolejnym celem naukowców stojących za eksperymentalnym reaktorem jest utrzymanie wysokiej temperatury przez długi czas. Wcześniej EAST osiągnął rekordową temperaturę 100 milionów stopni Celsjusza w 2018 roku.
To krok we właściwym kierunku, jeśli chodzi o zielony rozwój Chin, powiedział Lin Boquiang dla Global Times. To bardziej jak technologia przyszłości, która ma kluczowe znaczenie dla zielonego rozwoju Chin, powiedział. Ale chociaż jest to znaczący postęp, Boquiang powiedział, że wciąż minęły dobre trzy dekady, zanim Chiny będą w stanie zobaczyć w pełni funkcjonujące sztuczne słońce.
Ale Chiny nie są jedynym krajem, który osiągnął wysokie temperatury plazmy. W 2020 roku południowokoreański reaktor KSTAR ustanowił nowy rekord, utrzymując temperaturę plazmy powyżej 100 milionów stopni Celsjusza przez 20 sekund.
Podziel Się Z Przyjaciółmi:
