Fusion Energy: EAST Tokamak i Kina opnår nøglemilepæl

Eksperimentel avanceret superledende Tokamak (ØST) i Kina har med succes opretholdt en stabil plasmaoperation med høj indeslutning i 1,066 sekunder, hvilket bryder sin egen tidligere rekord på 403 sekunder opnået i 2023.   

Den 20. januar 2025 opretholdt Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST)-faciliteten i Kina (populært kendt som Kinas 'kunstige sol') en stabil tilstand med høj indeslutning i plasma i 1,066 sekunder. Varigheden på 1,066 sekunder er et nøgletrin i fusionsforskningen; derfor er denne præstation en milepæl i jagten på fusionskraftproduktion. EAST-faciliteten havde tidligere opretholdt en steady-state høj-indesluttet plasmadrift i 403 sekunder i 2023. For at tillade nuklear fusion skal de kontrollerede fusionsfaciliteter nå temperaturer over 100 millioner ℃ og samtidig opretholde stabil langtidsdrift.  

Den Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST)-facilitet i Kina blev operationel i 2007. Dette er en tokamak-enhed og har fungeret som en åben testplatform for forskere til at udføre fusionsrelaterede eksperimenter og forskning, siden den blev operationel.  

EAST tokamak-enhed ligner ITER i form og ligevægt, men mindre, men alligevel mere fleksibel. Den har tre karakteristiske egenskaber: ikke-cirkulært tværsnit, fuldt superledende magneter og fuldt aktivt vandkølede plasma-facing-komponenter (PFC'er). Det har gjort betydelige fremskridt inden for magnetisk indeslutningstilgang til nuklear fusion, især med hensyn til at opnå rekordstor plasmatemperatur. 

Brug af magneter til at begrænse og kontrollere plasma er en af ​​de to vigtigste tilgange til at nå ekstreme forhold, der er nødvendige for nuklear fusion. Tokamak-enheder bruger magnetiske felter til at generere varme og begrænse højtemperaturplasma. ITER er det største tokamak-projekt i verden. Med base i St. Paul-lez-Durance i det sydlige Frankrig er ITER det mest ambitiøse fusionsenergisamarbejde blandt 35 nationer. Den bruger en ringtorus (eller doughnut magnetisk enhed) til at indeslutte fusionsbrændstof i lange perioder ved høje nok temperaturer til, at fusionsantændelse kan finde sted. Ligesom ITER er STEP-fusionsprogrammet i Storbritannien baseret på magnetisk indeslutning af plasma ved hjælp af tokamak. Tokamak fra STEP-programmet vil dog være sfærisk formet (i stedet for ITERs donutformet). En sfærisk tokamak er kompakt, omkostningseffektiv og kan være lettere at skalere.   

Inertial Confinement Fusion (ICF) er den anden tilgang til at opnå ekstreme forhold, der kræves for nuklear fusion. I denne tilgang skabes ekstreme fusionsforhold ved hurtigt at komprimere og opvarme en lille mængde fusionsbrændstof. National Ignition Facility (NIF) ved Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) bruger laserdrevet implosionsteknik til at implodere kapsler fyldt med deuterium-tritium brændstof ved hjælp af højenergi laserstråler. NIF har for nylig demonstreret proof-of-concept af denne tilgang, at kontrolleret nuklear fusion kan udnyttes til at opfylde energibehov.   

*** 

Referencer:  

1. Hefei Institutes of Physical Science, CAS. Nyheder – Kinesisk "kunstig sol" opnår ny rekord i en betydelig milepæl mod fusionskraftproduktion. Opslået 21. januar 2025. Tilgængelig kl https://english.hf.cas.cn/nr/bth/202501/t20250121_899051.html  

2. Eksperimentel avanceret superledende Tokamak (ØST). Kort introduktion. Tilgængelig kl  http://east.ipp.ac.cn/index/article/info/id/52.html  

3. Zhou C., 2024. Sammenligning mellem EAST og ITER tokamak. Teoretisk og naturvidenskab, 43,162-167. DOI: https://doi.org/10.54254/2753-8818/43/20240818  

4. Hu, J., Xi, W., Zhang, J. et al. Alt superledende tokamak: ØST. AAPPS Bull. 33, 8 (2023). https://doi.org/10.1007/s43673-023-00080-9  

5. Zheng J., et al 2022. Nylige fremskridt inden for kinesisk fusionsforskning baseret på superledende tokamak-konfiguration. Innovationen. Bind 3, udgave 4, 12. juli 2022, 100269. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100269  

*** 

Relaterede artikler  

1. Storbritanniens Fusion Energy-program: Konceptdesign for STEP-prototypekraftværket afsløret (7 September 2024).  

2. 'Fusion Ignition' demonstrerede fjerde gang på Lawrence Laboratory (20 december 2023) 

3. Fusion Ignition bliver en Virkelighed; Energy Breakeven opnået ved Lawrence Laboratory (15 december 2022) 

***