韓国のいくつかの機関に所属する研究者グループは、エネルギー源としての核融合の開発において新たなマイルストーンに到達しました。彼らは、1億ケルビンの温度を生成し、20秒間持続する反応を達成しました。 Nature 誌に掲載された論文の中で、このグループは今後数年間の研究と計画について説明しています。
過去数年間、科学者たちは、熱を発生させて電気に変換する手段として、発電所内で持続可能な核融合反応を起こそうと試みてきました。
大きな進歩にもかかわらず、主な目標はまだ達成されていません。この問題に取り組んでいる科学者は、核融合反応を制御する際に困難に直面していました。わずかなずれでも不安定になり、反応が進行しなくなります。
最大の問題は、数百万度単位で測定される熱の放出に関連しています。もちろん、このような高温のプラズマを保持できる物質はありません。そのため、磁石の助けを借りて浮揚します。
2 つのアプローチが開発されました。1 つはエッジ バリアと呼ばれ、プラズマが逃げるのを防ぐような方法でプラズマを成形します。もう 1 つのアプローチは内部輸送障壁と呼ばれ、新しい研究が行われている韓国超伝導トカマク先端研究センターの科学者によって使用されているものです。これは、プラズマの中心近くに高圧領域を作成して制御下に保つことによって機能します。
研究者は、内部輸送障壁を使用すると、他のアプローチよりもはるかに高密度のプラズマが得られることに注目しています。
コア プラズマの乱流を安定させる多数の高速イオンにより、プラズマ エッジの不安定性や不純物の蓄積なしに、1 億ケルビンの温度で最大 20 秒間プラズマを生成します。低プラズマ密度と適度な電力消費を組み合わせることは、高速イオンの割合を高く維持することによってこの体制を確立するための鍵です。このモードは故障することはめったになく、高度な制御がなくても確実に維持できるため、商業用核融合炉への有望な道を示しています。
科学者たちは、密度が高いほどコア近くでより高い温度を生成しやすくなると指摘しています。また、プラズマのエッジ付近の温度が低くなり、プラズマを封じ込めるために使用される機器へのストレスが軽減されます。
施設での最新のテストでは、科学者チームは最大 1 億ケルビンの熱を発生させ、核融合反応を 20 秒間維持することができました。
他のチームは、同様の温度を生成したり、同様の期間反応を維持したりしましたが、1 回の反応で両方が達成されたのはこれが初めてです。
将来、科学者たちは、過去数年間の研究で学んだことを使用するために機器をアップグレードし、チャンバー壁の炭素要素などの一部のコンポーネントを、たとえばタングステンで作られた新しいものに置き換えることを計画しています.
チームの論文は Nature 誌に掲載されました。
2022-09-08 17:41:12
著者: Vitalii Babkin