Kernfusie in Zuid-Korea breekt wereldrecord: 48 seconden 6x de temperatuur van de zon

De ‘kunstmatige zon’ van Korea, fusiereactor KStar, heeft zijn eigen record gebroken. Hij registreerde een plasmaoperatie met een temperatuur van 100 miljoen graden Celsius gedurende 48 seconden, een nieuwe stap in het kernfusieonderzoek.

KStar bereikte in 2018 voor het eerst de mijlpaal van 100 miljoen graden plasma en vestigde een nieuw record door plasma met een iontemperatuur van 100 miljoen graden gedurende 30 seconden te handhaven in 2021.

Tijdens de laatste campagne slaagde het KStar-team erin de werking van ultrahoge-temperatuurplasma te verlengen tot 48 seconden, met handhaving van een iontemperatuur van 100 miljoen graden. Deze prestatie was gebaseerd op verbeteringen in de plasmaverhittingssystemen en vooruitgang in techniek voor de bediening en controle van hoge-temperatuurplasma’s.

Ook de H-mode werd gedurende een aaneengesloten periode van 102 seconden gehandhaafd, wat de basismodus is voor het handhaven van een hoog-temperatuur, hoog-dichtheid-plasmastaat.

Dit is voornamelijk te danken aan de succesvolle upgrade van KStar’s divertors met wolfraam in 2023. In vergelijking met de vorige divertors op basis van koolstof, vertoonden de nieuwe wolfraam-divertors een toename van 25% in oppervlaktetemperatuur onder soortgelijke warmtelasten. Dit biedt aanzienlijke voordelen voor langdurige operaties met hoog vermogen.

Pilot voor Iter

KStar dient als pilot voor de in Frankrijk gevestigde Internationale Thermonucleaire Experimentele Reactor (Iter). De ‘kunstmatige zon’ levert informatie die zal helpen kernfusie beter te begrijpen.

“Dit onderzoek is groen licht voor het verwerven van kerntechnologieën die nodig zijn voor de Demo-fusiereactor”, zegt Suk Jae Yoo, voorzitter van het Korea Institute of Fusion Energy (KFE), verwijzend naar de kernfusiereactoren die tot doel hebben de productie van elektriciteit aan te tonen van kernfusie – feitelijk de opvolger van Iter.

“We zullen ons best doen om kerntechnologieën veilig te stellen die essentieel zijn voor de werking van Iter en de bouw van toekomstige Demo-reactoren”. Momenteel is het doel van KStar het verbeteren van de prestaties om het doel van “300 seconden plasmawerking met ionentemperaturen van meer dan 100 miljoen graden” te bereiken, aldus KFE. 100 graden Celsius is al meer dan zes keer de temperatuur van de kern van de zon.

Het verlengen van de duur gedurende welke KStar extreme temperaturen kan handhaven is van cruciaal belang voor het bereiken van een ‘steady-state’ fusiereactie, en daarom is het record zo belangrijk.

“Om het uiteindelijke doel te bereiken, zijn we van plan om sequentieel de prestaties van verwarmings- en stroomaandrijfapparaten te verbeteren en ook de kerntechnologieën veilig te stellen die nodig zijn voor plasmaoperaties met hoge prestaties met lange pulsen,” besluit Suk Jae Yoo.