El reactor de fusión KSTAR ha establecido un nuevo récord mundial al lograr que el plasma se mantenga contenido durante 20 segundos y a una temperatura superior a los 100 millones de grados centígrados.
El Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR), un reactor de fusión por confinamiento magnético también conocido como el sol artificial coreano, estableció un nuevo récord mundial al lograr mantener el plasma de alta intensidad durante 20 segundos con una temperatura de más de 100 millones de grados (Celsius).
El 24 de noviembre (martes), el Centro de Investigación KSTAR del Instituto Coreano de Energía de Fusión (Korea Institute of Fusion Energy, KFE) anunció que en una investigación conjunta con la Universidad Nacional de Seúl (Seoul National University, SNU) y la Universidad de Columbia de los Estados Unidos, logró mantener en funcionamiento continuo del plasma durante 20 segundos con una temperatura superior a 100 millones de grados, lo que constituye una de las condiciones fundamentales de la fusión nuclear en la campaña de KSTAR.
Es un logro el extender el tiempo de operación del plasma: en 2019 fue logrado por 8 segundos durante el Plasma Campaign de KSTAR de ese año por más de 2 veces. Por otro lado, en su experimento de 2018, el KSTAR alcanzó por primera vez la temperatura de 100 millones de grados de los iones de plasma con un tiempo de confinamiento de alrededor de 1,5 segundos.
Para recrear las reacciones de fusión que ocurren en el sol en la Tierra, los isótopos de hidrógeno deben ser colocados dentro de un reactor en forma toroidal, llamados «tokamak» como el que está basado el KSTAR para crear un estado de plasma donde los iones y los electrones se separan, y los iones son calentados y mantenidos a altas temperaturas.
Hasta ahora, ha habido otros reactores de fusión que han manejado brevemente el plasma a temperaturas de 100 millones de grados o más. Pero ninguno de ellos rompió la barrera de mantener la operación durante más de 10 segundos. Es el límite operativo del dispositivo conductor normal y fue difícil mantener un estado de plasma estable en el dispositivo de fusión a tan altas temperaturas durante mucho tiempo.
En su experimento de 2020, el KSTAR mejoró el rendimiento del modo de Barrera de Transporte Interno (Internal Transport Barrier, ITB), uno de los modos de operación del plasma de próxima generación desarrollado el año pasado y logró mantener el estado de plasma durante un largo período de tiempo, superando los límites existentes de la operación del plasma a temperaturas ultra altas.
El Director Si-Woo Yoon del Centro de Investigación KSTAR de la KFE explicó: «Las tecnologías requeridas para las largas operaciones de plasma a temperatura de 100 millones de centigrados son la clave para la realización de la energía de fusión, y el éxito de la KSTAR en mantener el plasma de alta temperatura durante 20 segundos será un importante punto de inflexión en la carrera por asegurar las tecnologías para la operación de plasma de alto rendimiento a largo plazo, un componente crítico de un reactor de fusión nuclear comercial en el futuro».
«El éxito del experimento KSTAR en la operación larga de alta temperatura, superando algunos inconvenientes de los modos ITB, nos acerca un paso más al desarrollo de tecnologías para la realización de la energía de fusión nuclear», añadió Yong-Su Na, profesor del departamento de Ingeniería Nuclear de la SNU, que ha estado llevando a cabo conjuntamente la investigación sobre la operación del plasma KSTAR.
El Dr. Young-Seok Park de la Universidad de Columbia, quien contribuyó a la creación del plasma de alta temperatura, dijo: «Nos sentimos honrados de participar en un logro tan importante hecho en la KSTAR. La temperatura de iones de 100 millones de grados lograda al permitir un eficiente calentamiento del núcleo del plasma durante tan larga duración demostró la capacidad única del dispositivo superconductor KSTAR, y será reconocida como una base convincente para los plasmas de fusión de alto rendimiento y estado estable».
El KSTAR comenzó a operar el dispositivo en agosto pasado y continuó sus experimentos de generación de plasma hasta el 10 de diciembre, llevando a cabo un total de 110 experimentos de plasma que incluyen investigaciones de operación de plasma de alto rendimiento y de mitigación de la interrupción del plasma, que son investigaciones conjuntas con organizaciones de estudios nacionales y extranjeras.
Además del éxito en la operación de plasma de alta temperatura, el Centro de Investigación KSTAR lleva a cabo experimentos sobre una variedad de temas, incluyendo investigaciones del ITER, diseñados para resolver problemas complejos en la investigación de la fusión durante el resto del período de experimentación.
El KSTAR va a compartir los resultados clave de sus experimentos en 2020, incluyendo este éxito, con los investigadores de la fusión de todo el mundo en la Fusion Energy Conference de la IAEA que se celebrará en mayo.
El objetivo final de la KSTAR es lograr un funcionamiento continuo de 300 segundos con una temperatura de los iones superior a 100 millones de grados para el 2025.
El presidente de la KFE, Suk Jae Yoo, declaró: «Me complace anunciar el nuevo lanzamiento de la KFE como organización de investigación independiente de Corea. La KFE continuará su tradición de realizar investigaciones desafiantes para lograr el objetivo de la humanidad: la realización de la energía de fusión nuclear».
Noticia tomada de: Phys / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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