A Pesquisa Avançada de Tokamak Supercondutor da Coreia do Sul (KSTAR), um dispositivo de fusão supercondutor também conhecido como o sol artificial coreano, estabeleceu o novo recorde mundial ao conseguir manter o plasma de alta temperatura por 20 segundos com uma temperatura de íons acima de 100 milhões de graus Celsius.
O Centro de Pesquisa KSTAR do Instituto Coreano de Energia de Fusão (KFE) anunciou que em uma pesquisa conjunta com a Universidade Nacional de Seul (SNU) e a Universidade de Columbia dos Estados Unidos, conseguiu operação contínua de plasma por 20 segundos com uma temperatura de íons superior a 100 milhões de graus Celsius, que é uma das principais condições da fusão nuclear na Campanha de Plasma 2020 KSTAR.
É uma conquista estender o tempo de operação de plasma de 8 segundos durante a Campanha de Plasma KSTAR 2019 em mais de 2 vezes. Em seu experimento de 2018, o KSTAR atingiu a temperatura do íon de plasma de 100 milhões de graus Celsius pela primeira vez (tempo de retenção: cerca de 1,5 segundos).
Para recriar as reações de fusão que ocorrem no Sol na Terra, os isótopos de hidrogênio devem ser colocados dentro de um dispositivo de fusão como o KSTAR para criar um estado de plasma onde íons e elétrons são separados, e os íons devem ser aquecidos e mantidos em altas temperaturas.
Até agora, houve outros dispositivos de fusão que controlaram brevemente o plasma a temperaturas de 100 milhões de graus Celsius ou mais. Nenhum deles quebrou a barreira de manter a operação por 10 segundos ou mais. É o limite operacional do dispositivo de condução normal e era difícil manter um estado de plasma estável no dispositivo de fusão em temperaturas tão altas por muito tempo.
Em seu experimento de 2020, o KSTAR melhorou o desempenho do modo de Barreira de Transporte Interno (ITB), um dos modos de operação de plasma de próxima geração desenvolvido no ano passado e conseguiu manter o estado de plasma por um longo período de tempo, superando os limites existentes de a operação de plasma em temperatura ultra-alta.
O Diretor Si-Woo Yoon do Centro de Pesquisa KSTAR na KFE explicou: “As tecnologias necessárias para longas operações de 100 milhões de graus Celsius de plasma são a chave para a realização da energia de fusão e o sucesso do KSTAR em manter o plasma de alta temperatura por 20 segundos serão um ponto de viragem importante na corrida para garantir as tecnologias para a operação de plasma de alto desempenho, um componente crítico de um reator de fusão nuclear comercial no futuro.”
“O sucesso do experimento KSTAR na operação longa e de alta temperatura, superando algumas desvantagens dos modos ITB nos traz um passo mais perto do desenvolvimento de tecnologias para a realização da energia de fusão nuclear”, acrescentou Yong-Su Na, professor do departamento de Engenharia Nuclear, SNU, que tem conduzido conjuntamente a pesquisa sobre a operação de plasma KSTAR.
O Dr. Young-Seok Park da Columbia University, que contribuiu para a criação do plasma de alta temperatura, disse: “Estamos honrados por estarmos envolvidos em uma conquista tão importante feita no KSTAR. A temperatura de íons de 100 milhões de graus Celsius alcançada ao permitir um plasma central eficiente o aquecimento por uma duração tão longa demonstrou a capacidade única do dispositivo supercondutor KSTAR e será reconhecido como uma base atraente para plasmas de fusão de estado estacionário de alto desempenho.”
O KSTAR começou a operar o dispositivo em agosto e planeja continuar seu experimento de geração de plasma até 10 de dezembro, conduzindo um total de 110 experimentos de plasma que incluem operação de plasma de alto desempenho e experimentos de mitigação de interrupção de plasma, que são experimentos de pesquisa conjunta com pesquisas nacionais e internacionais organizações.
Além do sucesso na operação de plasma de alta temperatura, o Centro de Pesquisa KSTAR conduz experimentos em uma variedade de tópicos, incluindo pesquisas ITER, projetadas para resolver problemas complexos na pesquisa de fusão durante o restante do período de experimento.
O KSTAR vai compartilhar seus principais resultados de experimentos em 2021, incluindo este sucesso com pesquisadores de fusão em todo o mundo na Conferência de Energia de Fusão da IAEA, que será realizada em maio próximo.
O objetivo final do KSTAR é ter sucesso em uma operação contínua de 300 segundos com uma temperatura de íons superior a 100 milhões de graus Celsius até 2025.
O presidente da KFE, Suk Jae Yoo, declarou: “Estou muito feliz em anunciar o novo lançamento da KFE como uma organização de pesquisa independente da Coréia. A KFE continuará sua tradição de realizar pesquisas desafiadoras para alcançar o objetivo da humanidade: a realização de energia de fusão nuclear”, continuou ele.
Em 20 de novembro de 2020, o KFE, anteriormente conhecido como National Fusion Research Institute, uma organização afiliada do Korea Basic Science Institute, foi relançado como uma organização de pesquisa independente.
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