Útskýrt: Hver er tilraunasamrunakljúfur Kína í „gervi sól“ sem hefur sett met?

Í 20 sekúndur náði „gervi-sól“ Kína í EAST hámarkshita upp á 288 milljónir gráður á Fahrenheit, sem er meira en tíu sinnum heitara en sólin. Hvað er EAST og hvernig virkar það?

EAST Tokamak tækið er hannað til að endurtaka kjarnasamrunaferlið sem framkvæmt er af sól og stjörnum. (Mynd: Vefsíða ASIPP)

Kínverska tilraunaframleiðandinn Tokamak (EAST), sem líkir eftir orkuframleiðsluferli sólarinnar, setti nýtt met eftir að það hljóp á 216 milljón gráðum Fahrenheit (120 milljón gráður á Celsíus) í 101 sekúndu, samkvæmt ríkisfjölmiðlum. Í aðrar 20 sekúndur náði gervi sólin einnig hámarkshita upp á 288 milljón gráður á Fahrenheit (160 milljón gráður á Celsíus), sem er meira en tíu sinnum heitara en sólin.

Nýjasta afrek kínverskra vísindamanna er mikilvægt skref í leit landsins að því að opna hreina og takmarkalausa orku, með lágmarks úrgangsefnum. Byltingin er umtalsverðar framfarir og lokamarkmiðið ætti að vera að halda hitastigi stöðugu í langan tíma, sagði Li Miao, forstöðumaður eðlisfræðideildar Southern University of Science and Technology í Shenzhen, Kína, við Global. Tímar.

Fréttabréf| Smelltu til að fá bestu útskýringar dagsins í pósthólfið þitt

En sérfræðingar segja að enn sé langt í land með tilrauna „gervisól“ Kína. Að sögn Lin Boquiang, forstjóra Kínamiðstöðvar fyrir orkuhagfræðirannsóknir við Xiamen háskólann, mun það taka áratugi fyrir starfandi kjarnaofn að koma úr tilraunastigum sínum.

Svo, hvað er „gervi sól“ Kína í austur?

The Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) reactor er háþróaður kjarnasamruni tilraunarannsóknartæki staðsettur við Institute of Plasma Physics of the Chinese Academy of Sciences (ASIPP) í Hefei, Kína. Tilgangur gervi sólar er að endurtaka ferlið við kjarnasamruna, sem er sama viðbragð og knýr sólina.

EAST er einn af þremur helstu innlendum tokamakkum sem eru nú starfræktar um allt land. Fyrir utan Austurland rekur Kína um þessar mundir HL-2A kjarnaofninn sem og J-TEXT. Í desember 2020 var HL-2M Tokamak, stærsta og fullkomnasta tilraunarannsóknartæki Kína fyrir kjarnorkusamruna, virkjað með góðum árangri í fyrsta skipti - lykiláfangi í vexti kjarnorkurannsóknargetu Kína.

Frá því að það tók fyrst til starfa árið 2006, hefur EAST sett nokkur met fyrir lengd innilokunar á of heitu plasma. EAST verkefnið er hluti af International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) verksmiðjunni, sem mun verða stærsti kjarnasamrunakjarnakljúfur heims þegar hann verður tekinn í notkun árið 2035. Verkefnið felur í sér framlag nokkurra landa, þar á meðal Indlands, Suður-Kóreu, Japan, Rússlands. og Bandaríkin.

Hvernig virkar „gervi sólin“ AUSTUR?

EAST Tokamak tækið er hannað til að endurtaka kjarnasamrunaferlið sem framkvæmt er af sól og stjörnum. Kjarnasamruni er ferli þar sem mikið magn af orku er framleitt án þess að mynda mikið magn af úrgangi. Áður fyrr var orka framleidd með kjarnaklofnun — ferli þar sem kjarni þungrar atóms var skipt í tvo eða fleiri kjarna léttari atóma.

Þó að klofning sé auðveldara að framkvæma, þá myndar það mun meiri kjarnorkuúrgang. Ólíkt klofnun losar samruni heldur ekki gróðurhúsalofttegundir og er talið öruggara ferli með minni slysahættu. Þegar búið er að ná tökum á því gæti kjarnorkusamruni hugsanlega veitt ótakmarkaða hreina orku og mjög lágan kostnað.

Til þess að kjarnasamruni geti átt sér stað er gífurlegum hita og þrýstingi beitt á vetnisatóm þannig að þau renna saman. Kjarnar deuterium og tritium - sem báðir finnast í vetni - eru gerðir til að renna saman til að búa til helíumkjarna, nifteind ásamt heilmikilli orku.

Eldsneyti er hitað upp í meira en 150 milljón gráður C þannig að það myndar heita plasmasúpu af subatomic agnum. Með hjálp sterks segulsviðs er plasmanum haldið frá veggjum kjarnaofnsins til að tryggja að það kólni ekki og missi möguleika sína til að framleiða mikið magn af orku. Blóðvökvinn er lokaður í langan tíma til að samruni geti átt sér stað.

Hvert er nýjasta metið og hvers vegna skiptir það máli?

EAST kjarnaofninn setti nýtt met á föstudaginn þegar hann náði 216 milljónum gráðum í plasma og náði einnig að keyra í 20 sekúndur við 288 milljónir gráður á Fahrenheit. Til að setja þetta í samhengi, nær kjarni sólarinnar aðeins um 15 milljón gráður á Celsíus, sem þýðir að kjarnaofninn gat snert hitastig sem er 10 sinnum heitara en það.

Næsta markmið vísindamannanna á bak við tilraunakljúfinn er að viðhalda háum hita í langan tíma. Áður hafði Austurland náð 100 milljón gráðum hita árið 2018.

Þetta er skref í rétta átt hvað varðar græna þróun Kína, sagði Lin Boquiang við Global Times. Þetta er meira eins og framtíðartækni sem er mikilvæg fyrir græna þróun Kína, sagði hann. En þó að þetta sé umtalsverð þróun, sagði Boquiang að enn séu góðir þrír áratugir þar til Kína geti séð gervi sól í fullri virkni.

En Kína er ekki eina landið sem hefur náð háum plasmahita. Árið 2020 setti KSTAR kjarnaofn Suður-Kóreu nýtt met með því að halda plasmahita yfir 100 milljón gráðum á Celsíus í 20 sekúndur.

Deildu Með Vinum Þínum: