Fusion Energy: EAST Tokamak в Китай постига ключов етап

Експерименталният усъвършенстван свръхпроводящ токамак (EAST) в Китай успешно поддържа стационарна работа с високо ограничена плазма за 1,066 секунди, счупвайки собствения си по-ранен рекорд от 403 секунди, постигнат през 2023 г.   

На 20 януари 2025 г. съоръжението за експериментален усъвършенстван свръхпроводящ токамак (EAST) в Китай (популярно известно като китайското „изкуствено слънце“) успешно поддържа работа в стационарна плазма с високо ограничение за 1,066 секунди. Продължителността от 1,066 секунди е ключова стъпка в изследването на термоядрения синтез; следователно това постижение е крайъгълен камък в преследването на производството на енергия от термоядрен синтез. Съоръжението EAST по-рано поддържаше плазмена работа с високо ограничено стационарно състояние за 403 секунди през 2023 г. За да се позволи ядрен синтез, съоръженията за контролиран синтез трябва да достигнат температури над 100 милиона ℃, като същевременно поддържат стабилна дългосрочна работа.  

Съоръжението Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) в Китай започна да функционира през 2007 г. Това е устройство токамак и служи като отворена тестова платформа за учените за провеждане на експерименти и изследвания, свързани с термоядрения синтез, откакто влезе в експлоатация.  

Устройството EAST tokamak е подобно на ITER по форма и равновесие, но по-малко, но по-гъвкаво. Той има три отличителни характеристики: некръгло напречно сечение, напълно свръхпроводящи магнити и напълно активно водно охлаждане, обърнати към плазмата компоненти (PFC). Той постигна значителен напредък в подхода за магнитно ограничаване на ядрения синтез, особено в постигането на рекордна температура на плазмата. 

Използването на магнити за ограничаване и контрол на плазмата е един от двата основни подхода за достигане на екстремни условия, необходими за ядрен синтез. Устройствата токамак използват магнитни полета за генериране на топлина и ограничаване на високотемпературна плазма. ITER е най-големият проект за токамак в света. Базиран в St. Paul-lez-Durance в Южна Франция, ITER е най-амбициозното сътрудничество в областта на термоядрената енергия на 35 държави. Той използва пръстеновиден торус (или магнитно устройство с формата на поничка), за да ограничи термоядреното гориво за дълги периоди при достатъчно високи температури, за да се осъществи запалване на термоядрения синтез. Подобно на ITER, термоядрената програма STEP на Обединеното кралство се основава на магнитно задържане на плазма с помощта на токамак. Въпреки това, токамакът на програмата STEP ще бъде със сферична форма (вместо формата на поничка на ITER). Сферичният токамак е компактен, рентабилен и може да бъде по-лесен за мащабиране.   

Инерционният термоядреен синтез (ICF) е другият подход за постигане на екстремни условия, необходими за ядрен синтез. При този подход се създават екстремни условия на термоядрен синтез чрез бързо компресиране и нагряване на малко количество термоядрено гориво. Националното съоръжение за запалване (NIF) в Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор (LLNL) използва лазерно задвижвана техника на имплозия, за да имплодира капсули, пълни с деутериево-тритиево гориво, използвайки високоенергийни лазерни лъчи. NIF наскоро демонстрира доказателство за концепцията на този подход, че контролираният ядрен синтез може да се използва за задоволяване на енергийните нужди.   

*** 

Литература:  

1. Институти по физика на Хефей, CAS. Новини – Китайското „изкуствено слънце“ постига нов рекорд във важен крайъгълен камък към производството на енергия от термоядрен синтез. Публикувано на 21 януари 2025 г. Достъпно на https://english.hf.cas.cn/nr/bth/202501/t20250121_899051.html  

2. Експериментален усъвършенстван свръхпроводящ токамак (EAST). Кратко въведение. Наличен в  http://east.ipp.ac.cn/index/article/info/id/52.html  

3. Zhou C., 2024 г. Сравнение между токамак EAST и ITER. Теоретична и естествена наука, 43,162, 167-XNUMX. DOI: https://doi.org/10.54254/2753-8818/43/20240818  

4. Hu, J., Xi, W., Zhang, J. et al. Целият свръхпроводящ токамак: EAST. AAPPS Бул. 33, 8 (2023). https://doi.org/10.1007/s43673-023-00080-9  

5. Zheng J., et al 2022. Скорошен напредък в китайските изследвания на термоядрения синтез, базирани на свръхпроводяща конфигурация на токамак. Иновацията. Том 3, брой 4, 12 юли 2022 г., 100269. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100269  

*** 

Свързани статии  

1. Програмата за термоядрена енергия на Обединеното кралство: Разкрит концептуален дизайн за прототипната електроцентрала STEP (7 септември 2024).  

2. „Запалване чрез термоядрен синтез“ демонстрирано за четвърти път в лабораторията „Лорънс“. (20 декември 2023) 

3. Fusion Ignition става реалност; Енергийна безотказност, постигната в лабораторията Лорънс (15 декември 2022) 

***