De Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR), een supergeleidend fusie-apparaat ook bekend als de Koreaanse kunstmatige zon, vestigde het nieuwe wereldrecord omdat het erin slaagde het plasma op hoge temperatuur gedurende 20 seconden vast te houden met een ionentemperatuur van meer dan 100 miljoen graden (Celsius).

Op 24 november (dinsdag), het KSTAR Research Center van het Korea Institute of Fusion Energy (KFE) heeft aangekondigd dat in een gezamenlijk onderzoek met de Seoul National University (SNU) en Columbia University van de Verenigde Staten, het is erin geslaagd om gedurende 20 seconden continu plasma te laten werken met een ionentemperatuur hoger dan 100 miljoen graden, dat is een van de belangrijkste voorwaarden voor kernfusie in de KSTAR-plasmacampagne van 2020.

Het is een prestatie om de plasma-operatietijd van 8 seconden tijdens de KSTAR-plasmacampagne 2019 met meer dan 2 keer te verlengen. In zijn experiment van 2018, de KSTAR bereikte voor het eerst de plasma-ionentemperatuur van 100 miljoen graden (retentietijd:ongeveer 1,5 seconde).

Om fusiereacties die plaatsvinden in de zon op aarde opnieuw te creëren, waterstofisotopen moeten in een fusie-apparaat zoals KSTAR worden geplaatst om een ​​plasmatoestand te creëren waarin ionen en elektronen worden gescheiden, en ionen moeten worden verwarmd en op hoge temperaturen worden gehouden.

Tot dusver, er zijn andere fusie-apparaten geweest die kortstondig plasma hebben beheerd bij temperaturen van 100 miljoen graden of hoger. Geen van hen doorbrak de drempel om de operatie 10 seconden of langer vol te houden. Het is de operationele limiet van een normaal geleidend apparaat en het was moeilijk om gedurende lange tijd een stabiele plasmatoestand in het fusie-apparaat te handhaven bij zulke hoge temperaturen.

In zijn 2020-experiment, de KSTAR verbeterde de prestaties van de modus Interne transportbarrière (ITB), een van de plasma-bedieningsmodi van de volgende generatie die vorig jaar is ontwikkeld en die erin is geslaagd de plasmatoestand gedurende een lange periode te handhaven, het overwinnen van de bestaande limieten van de operatie met plasma bij ultrahoge temperaturen.

Directeur Si-Woo Yoon van het KSTAR Research Center van de KFE legde uit:"De technologieën die nodig zijn voor lange operaties van 100 miljoen plasma zijn de sleutel tot de realisatie van fusie-energie, en het succes van de KSTAR bij het gedurende 20 seconden handhaven van het hoge-temperatuurplasma zal een belangrijk keerpunt zijn in de race voor het veiligstellen van de technologieën voor de lange, krachtige plasmabewerking, een cruciaal onderdeel van een commerciële kernfusiereactor in de toekomst."

"Het succes van het KSTAR-experiment in de lange, werking op hoge temperatuur door enkele nadelen van de ITB-modi te overwinnen, brengt ons een stap dichter bij de ontwikkeling van technologieën voor de realisatie van kernfusie-energie, " voegde Yong-Su Na toe, hoogleraar bij de afdeling Nuclear Engineering, SNU, die samen het onderzoek naar de KSTAR-plasmaoperatie heeft uitgevoerd.

Dr. Young-Seok Park van de Columbia University, die heeft bijgedragen aan de creatie van het hogetemperatuurplasma, zei:"We zijn vereerd om betrokken te zijn bij zo'n belangrijke prestatie die in KSTAR is bereikt. De ionentemperatuur van 100 miljoen graden die wordt bereikt door efficiënt kernplasma mogelijk te maken zo lang verhitten demonstreerde het unieke vermogen van het supergeleidende KSTAR-apparaat, en zal worden erkend als een dwingende basis voor hoge prestaties, steady-state fusieplasma's."

De KSTAR begon afgelopen augustus met het gebruik van het apparaat en is van plan om het plasmageneratie-experiment voort te zetten tot 10 december, het uitvoeren van in totaal 110 plasma-experimenten, waaronder high-performance plasma-operatie en plasmaverstoringsbeperkende experimenten, die gezamenlijke onderzoeksexperimenten zijn met binnenlandse en buitenlandse onderzoeksorganisaties.

Naast het succes bij het werken met plasma bij hoge temperaturen, het KSTAR Research Center voert experimenten uit op verschillende onderwerpen, inclusief ITER-onderzoeken, ontworpen om complexe problemen in fusieonderzoek op te lossen tijdens de rest van de experimentperiode.

De KSTAR gaat zijn belangrijkste experimentresultaten in 2020, inclusief dit succes, delen met fusieonderzoekers over de hele wereld tijdens de IAEA Fusion Energy Conference die in mei zal worden gehouden.

Het uiteindelijke doel van de KSTAR is om in 2025 te slagen in een continue werking van 300 seconden met een ionentemperatuur hoger dan 100 miljoen graden.

KFE-voorzitter Suk Jae Yoo verklaarde:"Ik ben zo blij om de nieuwe lancering van de KFE als een onafhankelijke onderzoeksorganisatie van Korea aan te kondigen. De KFE zal zijn traditie voortzetten van het ondernemen van uitdagende onderzoeken om het doel van de mensheid te bereiken:de realisatie van kernfusie-energie, " hij ging verder.

Met ingang van 20 nov. 2020, de KFE, voorheen het National Fusion Research Institute, een aangesloten organisatie van het Korea Basic Science Institute, werd opnieuw gelanceerd als een onafhankelijke onderzoeksorganisatie.