Selitettiin: Mikä on Kiinan 'keinoauringon' kokeellinen fuusioreaktori, joka on tehnyt ennätyksen?

Kiinan 'keinotekoinen aurinko' EAST saavutti 20 sekunnin ajan huippulämpötilan 288 miljoonaa Fahrenheit-astetta, mikä on yli kymmenen kertaa aurinkoa kuumempi. Mikä on EAST ja miten se toimii?

EAST Tokamak -laite on suunniteltu toistamaan auringon ja tähtien suorittama ydinfuusioprosessi. (Kuva: ASIPP:n verkkosivusto)

Kiinan Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), joka jäljittelee auringon energiantuotantoprosessia, teki uuden ennätyksen kulkiessaan 216 miljoonaa Fahrenheit-astetta (120 miljoonaa Celsius-astetta) 101 sekunnin ajan, valtion tiedotusvälineiden mukaan. Toiset 20 sekuntia keinotekoinen aurinko saavutti myös huippulämpötilan 288 miljoonaa Fahrenheit-astetta (160 miljoonaa Celsius-astetta), joka on yli kymmenen kertaa aurinkoa kuumempi.

Kiinalaisten tutkijoiden viimeisin saavutus on merkittävä askel maan pyrkimyksissä vapauttaa puhdasta ja rajatonta energiaa mahdollisimman vähäisellä jätetuotteella. Läpimurto on merkittävä edistysaskel, ja perimmäisenä tavoitteena pitäisi olla lämpötilan pitäminen vakaalla tasolla pitkään, sanoi Kiinan Shenzhenissä sijaitsevan Southern of Science and Technology -yliopiston fysiikan osaston johtaja Li Miao Globalille. Ajat.

Uutiskirje| Napsauta saadaksesi päivän parhaat selitykset postilaatikkoosi

Asiantuntijoiden mukaan Kiinan kokeelliseen 'keinotekoiseen aurinkoon' on kuitenkin vielä pitkä matka. Xiamenin yliopiston Kiinan energiatalouden tutkimuskeskuksen johtajan Lin Boquiangin mukaan kestää vuosikymmeniä, ennen kuin toimiva reaktori nousee koevaiheestaan.

Joten mikä on Kiinan 'keinotekoinen aurinko' Itä?

Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) -reaktori on edistynyt ydinfuusion kokeellinen tutkimuslaite, joka sijaitsee Kiinan tiedeakatemian plasmafysiikan instituutissa (ASIPP) Hefeissä, Kiinassa. Keinotekoisen auringon tarkoituksena on toistaa ydinfuusioprosessi, joka on sama reaktio, joka saa voimansa aurinkoon.

EAST on yksi kolmesta suuresta kotimaisesta tokamakista, joita tällä hetkellä liikennöidään eri puolilla maata. EAST:n lisäksi Kiinassa on tällä hetkellä käytössä HL-2A-reaktori sekä J-TEXT. Joulukuussa 2020 HL-2M Tokamak, Kiinan suurin ja edistynein ydinfuusiokokeellinen tutkimuslaite, otettiin käyttöön ensimmäistä kertaa onnistuneesti, mikä on tärkeä virstanpylväs Kiinan ydinvoimatutkimuskapasiteetin kasvussa.

Sen jälkeen, kun se aloitti toimintansa vuonna 2006, EAST on tehnyt useita ennätyksiä erittäin kuuman plasman säilytyksen keston osalta. EAST-hanke on osa International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) -laitosta, josta tulee maailman suurin ydinfuusioreaktori, kun se otetaan käyttöön vuonna 2035. Hankkeeseen osallistuvat useat maat, mukaan lukien Intia, Etelä-Korea, Japani ja Venäjä. ja Yhdysvallat.

Kuinka 'keinotekoinen aurinko' EAST toimii?

EAST Tokamak -laite on suunniteltu toistamaan auringon ja tähtien suorittama ydinfuusioprosessi. Ydinfuusio on prosessi, jossa tuotetaan suuria määriä energiaa ilman, että syntyy suuria määriä jätettä. Aikaisemmin energiaa tuotettiin ydinfissiolla - prosessilla, jossa raskaan atomin ydin jaettiin kahdeksi tai useammaksi kevyempien atomien ytimeksi.

Vaikka fissio on helpompi prosessi suorittaa, se tuottaa paljon enemmän ydinjätettä. Toisin kuin fissio, fuusio ei myöskään aiheuta kasvihuonekaasuja, ja sitä pidetään turvallisempana prosessina, jolla on pienempi onnettomuusriski. Kun ydinfuusio on hallittu, se voisi mahdollisesti tarjota rajattomasti puhdasta energiaa ja erittäin alhaiset kustannukset.

Ydinfuusion tapahtumiseksi vetyatomeihin kohdistetaan valtavasti lämpöä ja painetta, jotta ne sulautuvat yhteen. Vedyssä olevat deuteriumin ja tritiumin ytimet sulautuvat yhteen muodostaen heliumytimen, neutronin sekä paljon energiaa.

Polttoaine kuumennetaan yli 150 miljoonan C asteen lämpötilaan niin, että se muodostaa kuuman plasmakeiton subatomisista hiukkasista. Vahvan magneettikentän avulla plasma pidetään poissa reaktorin seinistä, jotta se ei jäähdy ja menetä kykyään tuottaa suuria määriä energiaa. Plasma on suljettu pitkiksi ajoiksi, jotta fuusio voi tapahtua.

Mikä on viimeisin levy ja miksi sillä on merkitystä?

EAST-reaktori teki uuden ennätyksen perjantaina, kun se saavutti plasman lämpötilan 216 miljoonaa Fahrenheit-astetta ja onnistui myös käymään 20 sekuntia 288 miljoonassa Fahrenheit-asteessa. Perspektiivistä katsottuna auringon ytimessä on vain noin 15 miljoonaa celsiusastetta, mikä tarkoittaa, että reaktori pystyi koskettamaan lämpötiloja, jotka ovat 10 kertaa kuumempia.

Koereaktorin takana olevien tiedemiesten seuraava tavoite on ylläpitää korkeaa lämpötilaa pitkään. Aiemmin EAST oli saavuttanut ennätyslämpötilan 100 miljoonaa celsiusastetta vuonna 2018.

Tämä on askel oikeaan suuntaan Kiinan vihreän kehityksen kannalta, Lin Boquiang sanoi Global Timesille. Hän sanoi, että se on enemmän kuin tulevaisuuden teknologia, joka on kriittinen Kiinan vihreälle kehitystyölle. Mutta vaikka tämä on merkittävä kehitys, Boquiang sanoi, että on vielä reilut kolme vuosikymmentä ennen kuin Kiina pystyy näkemään täysin toimivan keinoauringon.

Mutta Kiina ei ole ainoa maa, joka on saavuttanut korkeita plasmalämpötiloja. Vuonna 2020 Etelä-Korean KSTAR-reaktori teki uuden ennätyksen pitämällä plasman lämpötilan yli 100 miljoonassa celsiusasteessa 20 sekunnin ajan.

Jaa Ystäviesi Kanssa: