Vysvětleno: Jaký je čínský experimentální fúzní reaktor s „umělým sluncem“, který vytvořil rekord?

Čínské „umělé slunce“ VÝCHOD dosáhlo na 20 sekund nejvyšší teploty 288 milionů stupňů Fahrenheita, což je více než desetkrát více než slunce. Co je to EAST a jak to funguje?

Zařízení EAST Tokamak je navrženo tak, aby replikovalo proces jaderné fúze prováděný Sluncem a hvězdami. (Foto: web ASIPP)

Čínský experimentální pokročilý supravodivý tokamak (EAST), který napodobuje proces výroby energie ze slunce, vytvořil nový rekord poté, co běžel při teplotě 216 milionů stupňů Fahrenheita (120 milionů stupňů Celsia) po dobu 101 sekund, podle státních médií. Na dalších 20 sekund dosáhlo umělé slunce také maximální teploty 288 milionů stupňů Fahrenheita (160 milionů stupňů Celsia), což je více než desetkrát více než slunce.

Nejnovější počin čínských vědců je významným krokem ve snaze země uvolnit čistou a neomezenou energii s minimem odpadních produktů. Průlomem je významný pokrok a konečným cílem by mělo být udržení teploty na stabilní úrovni po dlouhou dobu, řekl Li Miao, ředitel katedry fyziky na Southern University of Science and Technology v čínském Shenzhenu pro Global. Times.

Zpravodaj| Kliknutím dostanete do své doručené pošty nejlepší vysvětlivky dne

Odborníci však tvrdí, že k čínskému experimentálnímu „umělému slunci“ je ještě dlouhá cesta. Podle Lina Boquianga, ředitele Čínského centra pro výzkum energetické ekonomiky na univerzitě v Xiamenu, bude trvat desetiletí, než se funkční reaktor vynoří z experimentálních fází.

Co je tedy čínské „umělé slunce“ VÝCHOD?

Reaktor Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) je pokročilé zařízení pro experimentální výzkum jaderné fúze umístěné v Ústavu fyziky plazmatu Čínské akademie věd (ASIPP) v Hefei v Číně. Účelem umělého slunce je replikovat proces jaderné fúze, což je stejná reakce, jakou pohání Slunce.

EAST je jedním ze tří hlavních domácích tokamaků, které jsou v současné době provozovány po celé zemi. Čína v současné době provozuje kromě VÝCHOD také reaktor HL-2A a J-TEXT. V prosinci 2020 byl HL-2M Tokamak, největší a nejpokročilejší zařízení pro experimentální výzkum jaderné fúze v Číně, poprvé úspěšně uveden do provozu – což je klíčový milník v růstu kapacit čínského výzkumu jaderné energie.

Od svého prvního uvedení do provozu v roce 2006 EAST vytvořil několik rekordů v délce zadržení extrémně horké plazmy. Projekt EAST je součástí zařízení ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), které se po uvedení do provozu v roce 2035 stane největším jaderným reaktorem na světě. Projekt zahrnuje příspěvky několika zemí, včetně Indie, Jižní Koreje, Japonska, Ruska a Spojenými státy.

Jak funguje ‚umělé slunce‘ VÝCHOD?

Zařízení EAST Tokamak je navrženo tak, aby replikovalo proces jaderné fúze prováděný Sluncem a hvězdami. Jaderná fúze je proces, jehož prostřednictvím se vyrábí velké množství energie bez vytváření velkého množství odpadu. Dříve se energie vyráběla jaderným štěpením — procesem, při kterém bylo jádro těžkého atomu rozděleno na dvě nebo více jader lehčích atomů.

I když je štěpení jednodušší proces, vytváří mnohem více jaderného odpadu. Na rozdíl od štěpení také fúze nevypouští skleníkové plyny a je považována za bezpečnější proces s nižším rizikem nehod. Po zvládnutí by jaderná fúze mohla potenciálně poskytnout neomezenou čistou energii a velmi nízké náklady.

Aby došlo k jaderné fúzi, je na atomy vodíku aplikováno obrovské teplo a tlak, takže se spojí dohromady. Jádra deuteria a tritia – oba nalezené ve vodíku – se spojí a vytvoří jádro helia, neutron spolu s velkým množstvím energie.

Palivo se zahřívá na teploty přes 150 milionů stupňů C, takže tvoří horkou plazmovou polévku subatomárních částic. Pomocí silného magnetického pole je plazma drženo mimo stěny reaktoru, aby se zajistilo, že nevychladne a neztratí svůj potenciál generovat velké množství energie. Plazma je na dlouhou dobu uzavřena, aby došlo k fúzi.

Jaká je nejnovější deska a proč na ní záleží?

Reaktor EAST vytvořil v pátek nový rekord, když dosáhl teploty plazmy 216 milionů stupňů Fahrenheita a také dokázal běžet 20 sekund při teplotě 288 milionů stupňů Fahrenheita. Abychom to uvedli do perspektivy, sluneční jádro dosahuje pouze asi 15 milionů stupňů Celsia, což znamená, že reaktor byl schopen se dotknout teplot, které jsou 10krát vyšší.

Dalším cílem vědců stojících za experimentálním reaktorem je udržet vysokou teplotu po dlouhou dobu. Předtím dosáhl VÝCHOD v roce 2018 rekordní teploty 100 milionů stupňů Celsia.

Toto je krok správným směrem, pokud jde o zelený rozvoj Číny, řekl Lin Boquiang pro Global Times. Je to spíše jako technologie budoucnosti, která je zásadní pro čínský zelený rozvoj, řekl. Ale i když jde o významný vývoj, Boquiang řekl, že zbývají ještě dobré tři desetiletí, než bude Čína schopna spatřit plně funkční umělé slunce.

Čína ale není jedinou zemí, která dosáhla vysokých teplot plazmatu. V roce 2020 vytvořil jihokorejský reaktor KSTAR nový rekord tím, že udržoval teplotu plazmy nad 100 milionů stupňů Celsia po dobu 20 sekund.

Sdílej Se Svými Přáteli: