Koreas „künstliche Sonne“, KSTAR, zeichnete 48 Sekunden lang einen Plasmavorgang mit einer Temperatur von 100 Millionen Grad Celsius auf, ein neuer Schritt in der Kernfusionsforschung.
Koreas „künstliche Sonne“ brach ihren eigenen Rekord während einer Plasmaoperation, bei der 48 Sekunden lang Temperaturen von 100 Millionen Grad Celsius aufrechterhalten wurden, ein vielversprechender neuer Schritt in Richtung Kernfusion.
Das Korea Superconducting Tokamak Advanced Research oder KSTAR hatte zuvor einen Rekord aufgestellt, indem es im Jahr 2021 30 Sekunden lang ein 100-Millionen-Grad-Plasma erreichte, sagte das Korea Institute of Fusion Energy (KFE) in einer Erklärung.
Zur Kernfusion kommt es, wenn die Kerne zweier leichter Atome zu einem einzigen schwereren Atom verschmelzen und dabei eine enorme Energiefreisetzung entsteht.
Dieses Phänomen treibt Sterne an, darunter auch die Sonne, weshalb KSTAR den Spitznamen „künstliche Sonne“ trägt.
Bei Sternen geschieht dieser Prozess aufgrund einer massiven Gravitationskraft, die im Kern einen erdrückenden Druck erzeugt, der die Kerne so nahe beieinander hält, dass eine Fusion stattfinden kann.
Allerdings ist die Verwirklichung der Kernfusion auf der Erde eine große Herausforderung. Dazu müssen die extremen Temperatur- und Druckbedingungen in Sternen nachgebildet werden.
Mehrere Installationen untersuchen die Möglichkeit, dies zu erreichen, beispielsweise KSTAR.
KSTAR dient als Pilot für den in Frankreich ansässigen International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), den The European Circle Next letztes Jahr besuchte. Die „künstliche Sonne“ liefert Informationen, die helfen, die Fusion besser zu verstehen.
KSTAR ist ein supraleitender Tokamak, eine donutförmige Maschine, die mithilfe leistungsstarker Magnete Gas bei extremer Hitze in einem Aggregatzustand namens Plasma einfängt.
Ziel von 300 Sekunden bis 2026
„Diese Forschung ist ein grünes Licht für den Erwerb von Kerntechnologien, die für den DEMO-Fusionsreaktor erforderlich sind“, sagte Dr. Suk Jae Yoo, Präsident des Korea Institute of Fusion Energy (KFE), in einer Erklärung und bezog sich dabei auf die darauf ausgerichteten experimentellen Kernfusionsreaktoren zur Demonstration der Stromerzeugung durch Kernfusion, im Grunde der Nachfolger von ITER.
„Wir werden unser Bestes tun, um Kerntechnologien zu sichern, die für den Betrieb von ITER und den Bau künftiger DEMO-Reaktoren unerlässlich sind.“
Derzeit besteht das Ziel von KSTAR darin, die Leistung zu verbessern, um das Ziel von „300 Sekunden Plasmabetrieb mit Ionentemperaturen über 100 Millionen Grad“ zu erreichen, so KFE.
Schon jetzt sind 100 Grad Celsius mehr als das Sechsfache der Temperatur im Sonnenkern.
Die Verlängerung der Dauer, über die KSTAR extreme Temperaturen aufrechterhalten kann, ist entscheidend für das Erreichen einer „stationären“ Fusionsreaktion, weshalb der Rekord so wichtig ist.
Im Jahr 2023 wurde ein Teil des Tokamaks, sogenannte Divertoren, mit Wolfram aufgerüstet. Die neuen Divertoren dienten dazu, Wärme und Asche abzuleiten, die bei der Fusionsreaktion zum Schutz der umgebenden Wände entstehen, und zeigten bei ähnlicher Hitzebelastung nur einen Anstieg der Oberflächentemperatur um 25 Prozent.
„Obwohl es das erste Experiment war, das in der Umgebung der neuen Wolfram-Divertoren durchgeführt wurde, konnten wir durch gründliche Hardwaretests und Kampagnenvorbereitung in kurzer Zeit Ergebnisse erzielen, die die früheren KSTAR-Aufzeichnungen übertrafen“, Dr. Si-Woo Yoon, Direktor der KSTAR-Forschung Center.
Darüber hinaus bestätigten diese Experimente die Funktionalität und Zuverlässigkeit der Kernsysteme von KSTAR, einschließlich Heizung, Diagnose und Steuerung.
„Um das ultimative Ziel des KSTAR-Betriebs zu erreichen, planen wir, die Leistung von Heiz- und Stromantriebsgeräten sukzessive zu verbessern und auch die Kerntechnologien zu sichern, die für den Langpuls-Hochleistungsplasmabetrieb erforderlich sind“, fügte er hinzu.
