Selgitatakse: Mis on Hiina tehispäikese eksperimentaalne termotuumasünteesi reaktor, mis on rekordi püstitanud?

Hiina tehispäike Ida saavutas 20 sekundi jooksul tipptemperatuuri 288 miljonit kraadi Fahrenheiti, mis on üle kümne korra kuumem kui päike. Mis on EAST ja kuidas see töötab?

EAST Tokamaki seade on loodud päikese ja tähtede poolt läbiviidava tuumasünteesi protsessi kordamiseks. (Foto: ASIPP veebisait)

Hiina eksperimentaalne täiustatud ülijuhtiv tokamak (EAST), mis jäljendab päikese energiatootmise protsessi, püstitas riigimeedia andmetel uue rekordi pärast seda, kui see jooksis 216 miljonit kraadi Fahrenheiti (120 miljonit kraadi Celsiuse järgi) 101 sekundit. Veel 20 sekundi jooksul saavutas tehispäike ka tipptemperatuuri 288 miljonit kraadi Fahrenheiti (160 miljonit kraadi Celsiuse järgi), mis on üle kümne korra kuumem kui päike.

Hiina teadlaste uusim saavutus on märkimisväärne samm riigi püüdlustes avada puhas ja piiramatu energia minimaalsete jääkainetega. Läbimurre on märkimisväärne edasiminek ja lõppeesmärk peaks olema hoida temperatuur pikka aega stabiilsel tasemel, ütles Hiinas Shenzhenis asuva Southern University of Science and Technology füüsikaosakonna direktor Li Miao ajakirjale Global. Ajad.

Infoleht| Klõpsake, et saada oma postkasti päeva parimad selgitused

Kuid eksperdid ütlevad, et Hiina eksperimentaalse kunstliku päikeseni on veel pikk tee minna. Xiameni ülikooli Hiina energiaökonoomika uurimiskeskuse direktori Lin Boquiangi sõnul kulub töötava reaktori katsefaasist väljumiseks aastakümneid.

Niisiis, mis on Hiina 'kunstlik päike' IDA?

Experimental Advanced Superconducting Tokamaki (EAST) reaktor on täiustatud tuumasünteesi eksperimentaalne uurimisseade, mis asub Hiina Teaduste Akadeemia Plasmafüüsika Instituudis (ASIPP) Hiinas Hefeis. Tehispäikese eesmärk on korrata tuumasünteesi protsessi, mis on sama reaktsioon, mis annab päikesele jõu.

EAST on üks kolmest suuremast kodumaisest tokamakist, mida praegu kogu riigis kasutatakse. Peale Ida käitab Hiina praegu nii HL-2A reaktorit kui ka J-TEXTi. 2020. aasta detsembris käivitati Hiina suurim ja kõige arenenum termotuumasünteesi eksperimentaalne uurimisseade HL-2M Tokamak esimest korda edukalt – see on Hiina tuumaenergiaalaste teadusuuringute võimekuse kasvu oluline verstapost.

Alates selle esmakordsest tegevusest 2006. aastal on EAST püstitanud mitu rekordit ülimalt kuuma plasma vangistuses. Projekt EAST on osa rahvusvahelisest termotuumakatsereaktorist (ITER), millest saab 2035. aastal tööle asudes maailma suurim termotuumasünteesi reaktor. Projekt hõlmab mitme riigi, sealhulgas India, Lõuna-Korea, Jaapani ja Venemaa panust. ja Ameerika Ühendriigid.

Kuidas Ida 'kunstlik päike' töötab?

EAST Tokamaki seade on loodud päikese ja tähtede poolt läbiviidava tuumasünteesi protsessi kordamiseks. Tuumasüntees on protsess, mille käigus toodetakse suurel hulgal energiat ilma suurtes kogustes jäätmeid tekitamata. Varem toodeti energiat tuuma lõhustumise teel - protsess, mille käigus raske aatomi tuum jagati kaheks või enamaks kergemate aatomite tuumaks.

Kuigi lõhustumist on lihtsam läbi viia, tekib sellega palju rohkem tuumajäätmeid. Erinevalt lõhustumisest ei eralda termotuumasünteesi ka kasvuhoonegaase ja seda peetakse ohutumaks protsessiks, millel on väiksem õnnetuste oht. Kui tuumasüntees on omandatud, võib see pakkuda piiramatult puhast energiat ja väga madalaid kulusid.

Tuumasünteesi toimumiseks rakendatakse vesinikuaatomitele tohutut soojust ja survet, nii et need sulanduvad kokku. Deuteeriumi ja triitiumi tuumad – mõlemad leiduvad vesinikus – sulanduvad kokku, et luua heeliumituum, neutron koos suure hulga energiaga.

Kütus kuumutatakse temperatuurini üle 150 miljoni kraadi C, nii et sellest moodustub subatomaarsetest osakestest kuum plasmasupp. Tugeva magnetvälja abil hoitakse plasma reaktori seintest eemal, et see ei jahtuks ega kaotaks potentsiaali genereerida suuri energiakoguseid. Plasma on pikaks ajaks suletud, et sulandumine toimuks.

Mis on viimane rekord ja miks see on oluline?

EAST-i reaktor püstitas reedel uue rekordi, kui saavutas plasma temperatuuri 216 miljonit kraadi Fahrenheiti ja suutis samuti töötada 20 sekundit temperatuuril 288 miljonit kraadi Fahrenheiti. Selle perspektiivi silmas pidades ulatub päikese tuum ainult umbes 15 miljoni kraadini Celsiuse järgi, mis tähendab, et reaktor suutis puudutada temperatuure, mis on sellest 10 korda kuumemad.

Eksperimentaalreaktori taga olevate teadlaste järgmine eesmärk on hoida kõrget temperatuuri pikka aega. Varem oli EAST 2018. aastal saavutanud rekordtemperatuuri 100 miljonit kraadi Celsiuse järgi.

See on samm õiges suunas, mis puudutab Hiina rohelist arengut, ütles Lin Boquiang Global Timesile. Ta ütles, et see on pigem tulevikutehnoloogia, mis on Hiina rohelise arengu tõukejõu jaoks kriitilise tähtsusega. Kuid kuigi see on märkimisväärne areng, ütles Boquiang, et Hiinal on veel kolm aastakümmet aega näha täielikult töötavat tehispäikest.

Kuid Hiina pole ainus riik, mis on saavutanud kõrge plasmatemperatuuri. 2020. aastal püstitas Lõuna-Korea reaktor KSTAR uue rekordi, hoides plasma temperatuuri üle 100 miljoni kraadi Celsiuse järgi 20 sekundi jooksul.

Jagage Oma Sõpradega: