به سوی آینده

مرکز تحقیقات پیشرفته ابررسانای توکاماک کره‌جنوبی (KSTAR) که یک دستگاه همجوشی ابررساناست و به‌عنوان خورشید مصنوعی کره هم مشهور است، رکوردی جدید و جهانی را ثبت کرد. زیرا این مرکز موفق شد به‌مدت 20ثانیه دمای 100میلیون درجه‌ای پلاسما را حفظ کند.
به گزارش سایت phys.org، مرکز تحقیقات KSTAR در انستیتوی انرژی همجوشی کره‌جنوبی (KFE) اعلام کرد که در یک تحقیق مشترک با دانشگاه ملی سئول(SNU) و دانشگاه کلمبیای ایالات متحده، توانست به این موفقیت دست یابد.
برای بازآفرینی واکنش‌های همجوشی که در خورشید واقعی رخ می‌دهد، باید ایزوتوپ‌های هیدروژن را در داخل یک دستگاه همجوشی مانند KSTAR قرار داد تا حالت پلاسمایی ایجاد شود و یون‌ها و الکترون‌ها از هم جدا شوند. همچنین یون‌ها باید در دماهای بالا گرم و نگهداری شوند.
دستگاه‌های همجوشی دیگری هم وجود داشته‌اند که به‌مدت کوتاهی پلاسما را در دمای 100میلیون درجه یا بالاتر مدیریت کرده‌اند، اما هیچ‌یک از آنها نتوانسته‌اند این دما را بیش از 10ثانیه حفظ کنند. نگه داشتن پلاسما در حالت پایدار در یک دستگاه همجوشی در چنین دماهای بالایی برای مدت طولانی دشوار است.
KSTAR در آزمایش سال 2020خود، عملکرد حالت مانع انتقال داخلی (ITB) را بهبود بخشید. این حالت یکی از حالت‌های نسل آینده عملکرد پلاسماست که سال گذشته توسعه یافت و با غلبه بر محدودیت‌های موجود، موفق به حفظ حالت پلاسما برای مدت طولانی در دمای فوق العاده بالا شد.
سی وو یون، مدیر مرکز تحقیقات KSTAR می‌گوید: فناوری‌های مورد نیاز برای عملکرد طولانی مدت پلاسمای 100میلیون درجه‌ای، کلید تحقق انرژی همجوشی و موفقیت KSTAR در حفظ پلاسمای دارای دمای بالا به‌مدت 20ثانیه است. این موفقیت نقطه عطفی برای رسیدن به کارکرد بلندمدت رآکتور همجوشی هسته‌ای تجاری در آینده خواهد بود.
یونگ-سو نا، استاد دپارتمان مهندسی هسته‌ای دانشگاه SNU که در این عملیات مشارکت داشته است، می‌گوید: موفقیت آزمایش KSTAR در یک عملیات طولانی و دمای بالا با غلبه بر برخی از مشکلات حالت ITB، ما را یک قدم به توسعه فناوری‌های تحقق انرژی همجوشی هسته‌ای نزدیک می‌کند.
یانگ سئوک پارک از دانشگاه کلمبیا هم که در خلق پلاسمای دمای بالا سهیم بوده است، می‌گوید: ما افتخار می‌کنیم که در چنین دستاورد مهمی که در KSTAR انجام شد، مشارکت داشته‌ایم. این دمای یونی 100میلیون درجه‌ای که با توانمند کردن پلاسمای هسته در چنین زمان طولانی به‌دست آمد، توانایی منحصر به فرد دستگاه ابررسانای KSTAR را نشان می‌دهد و به‌عنوان یک مبنای قانع‌کننده برای عملکرد فوق العاده و حالت پایدار پلاسمای همجوشی شناخته می‌شود.
KSTAR کار خود را در‌ماه آگوست گذشته آغاز کرد و قرار بود تا 10دسامبر 110آزمایش تولید پلاسما را انجام دهد که شامل عملیات پلاسما با عملکرد بالا و آزمایش‌های کاهش اختلال در پلاسما است.
هدف نهایی KSTAR موفقیت در یک عملیات مداوم 300ثانیه‌ای با دمای یون بالاتر از 100میلیون درجه تا سال 2025است.