Tecnologia Científica

Sol artificial coreano estabelece o novo recorde mundial de operação de 20 segundos a 100 milhões de graus
O KSTAR vai compartilhar seus principais resultados de experimentos em 2020, incluindo este sucesso com pesquisadores de fusão em todo o mundo na Conferência de Energia de Fusão da IAEA, que será realizada em maio.
Por Conselho Nacional de Pesquisa de Ciência e Tecnologia - 24/12/2020


Crédito: National Research Council of Science & Technology

A Pesquisa Avançada de Tokamak Supercondutor da Coreia (KSTAR), um dispositivo de fusão supercondutor também conhecido como o sol artificial coreano, estabeleceu o novo recorde mundial ao conseguir manter o plasma em alta temperatura por 20 segundos com uma temperatura de íons acima de 100 milhões de graus.

No dia 24 de novembro (terça-feira), o Centro de Pesquisa KSTAR do Instituto Coreano de Energia de Fusão (KEF) anunciou que, em 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, 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 de íons de plasma de 100 milhões de graus 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 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 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 alcançada ao permitir o aquecimento eficiente do plasma central por uma duração tão longa demonstrou a capacidade única do dispositivo supercondutor KSTAR e será reconhecida como uma base atraente para plasmas de fusão de estado estacionário de alto desempenho. "

O KSTAR começou a operar o dispositivo em agosto passado 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 2020, incluindo este sucesso com pesquisadores de fusão em todo o mundo na Conferência de Energia de Fusão da IAEA, que será realizada em maio.

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 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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