Estrella K

Instalación de investigación de fusión nuclear en Corea del Sur

El KSTAR (o Korea Superconducting Tokamak Advanced Research ; en coreano : 초전도 핵융합연구장치 , literalmente "dispositivo superconductor de investigación de fusión nuclear") [ ^1] es un dispositivo de fusión magnética en el Instituto Coreano de Energía de Fusión en Daejeon , Corea del Sur . Su objetivo es estudiar aspectos de la energía de fusión magnética que serán pertinentes para el proyecto de fusión ITER como parte de la contribución de ese país al esfuerzo ITER. El proyecto fue aprobado en 1995, pero la construcción se retrasó por la crisis financiera del este asiático , que debilitó considerablemente la economía surcoreana; sin embargo, la fase de construcción del proyecto se completó el 14 de septiembre de 2007. El primer plasma se logró en junio de 2008. ^{[2] [3]}

Descripción

El KSTAR es uno de los primeros tokamaks de investigación del mundo que incorpora imanes totalmente superconductores, lo que nuevamente será de gran importancia para el ITER , ya que también utilizará imanes superconductores. El sistema magnético del KSTAR consta de 16 imanes de campo toroidal de corriente continua de niobio - estaño , 10 imanes de campo poloidal de corriente alterna de niobio - estaño y 4 imanes de campo poloidal de corriente alterna de niobio-titanio . Está previsto que el reactor estudie pulsos de plasma de hasta 20 segundos de duración hasta 2011, cuando se actualizará para estudiar pulsos de hasta 300 segundos de duración. La vasija del reactor tendrá un radio mayor de 1,8 m, un radio menor de 0,5 m, un campo toroidal máximo de 3,5 Tesla y una corriente de plasma máxima de 2 megaamperios . Al igual que con otros tokamaks, el calentamiento y la conducción de corriente se iniciarán mediante inyección de haz neutro , calentamiento por resonancia de ciclotrón iónico (ICRH), calentamiento por radiofrecuencia y calentamiento por resonancia de ciclotrón electrónico (ECRH). La potencia de calentamiento inicial será de 8 megavatios a partir de la inyección de haz neutro, ampliable a 24 MW, 6 MW a partir de ICRH, ampliable a 12 MW, y, por el momento, una potencia de calentamiento indeterminada a partir de ECRH y calentamiento por RF. El experimento utilizará combustibles tanto de hidrógeno como deuterio, pero no la mezcla de deuterio y tritio que se estudiará en el ITER .

Confinamiento de plasma

A partir de diciembre de 2016, KSTAR ostentaría repetidamente el récord mundial ( el modo de alto confinamiento más prolongado ) al confinar y mantener un plasma de hidrógeno a una temperatura más alta y durante más tiempo que cualquier otro reactor. Mientras que KSTAR se centra en la temperatura del plasma de iones central, EAST se centra en la temperatura del plasma de electrones. ^[4]

• En diciembre de 2016, KSTAR logró un récord al contener un plasma a 50 millones de grados Celsius durante 70 segundos. ^{[5] [6]}
• En julio de 2017, el Tokamak superconductor avanzado experimental (EAST) de China (101,2 segundos) logró un récord al contener un plasma durante 100 segundos. ^[7]
• En diciembre de 2020, KSTAR recuperó el récord al contener un plasma de 100 millones de grados durante 20 segundos. ^[8]
• En mayo de 2021, el EAST de China recuperó el récord al contener un plasma de 120 millones de grados durante 100 segundos. ^[9]

Cronología

El diseño se basó en el Experimento de Física Tokamak , que se basó en el diseño del Tokamak de encendido compacto . Véase Robert J. Goldston .

• 1995 – Se inicia el proyecto KSTAR
• 1997 – El JET de la UE emite 17 MW de energía de sí mismo.
• 1998 – El JT-60U superó con éxito la intersección energética y reconoció la posibilidad de comercialización de la fusión nuclear.
• 2006 – Se termina la vida útil de tres reactores de fusión (JT-60U, JET y DIII-D).
• 2007, septiembre – Se construyen los principales dispositivos de KSTAR.
• Julio de 2008: se produce el primer plasma. Tiempo de mantenimiento: 0,865 segundos. Temperatura: 2 × 10⁶ mil
• 2009 – Se mantuvo el plasma de 320.000 A durante 3,6 segundos.
• 2010, noviembre: Primera prueba de plasma en modo H. ^[10]
• 2011 – Se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 5,2 segundos, Temperatura: ~50 × 10⁶ K, ELM ( modo localizado en el borde ) disuadido por completo con éxito, por primera vez en el mundo.
• 2012 – Se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 17 segundos, Temperatura: 50 × 10⁶ mil
• 2013 – Se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 20 segundos, Temperatura: 50 × 10⁶ mil
• 2014 – Mantuvo el plasma a alta temperatura durante 45 segundos y disuadió con éxito a ELM durante 5 segundos.
• 2015 – Se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 55 segundos, Temperatura: 50 × 10⁶ mil
• 2016 – Se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 70 segundos, Temperatura: 50 × 10⁶ K y se realizó con éxito el modo ITB durante 7 segundos. ^[11]
• 2017 – Se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 72 segundos, Temperatura: 70 × 10⁶ K, y disuadió con éxito y por completo a ELM durante 34 segundos, utilizando un sistema de calentamiento de 9,5 MW.
• 2019 – Se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 1,5 segundos, Temperatura: >100 × 10⁶ k.
• 2020, marzo: Se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 8 segundos, Temperatura: >100 × 10⁶ K (Temperatura media: >97 × 10⁶ K) ^[12]
• 2020, noviembre: Se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 20 segundos, Temperatura: >100 × 10⁶ K. ^[13]
• 2021, noviembre: Se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 30 segundos, Temperatura: >100 × 10⁶ K. ^[14]
• 2022, septiembre: se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 30 segundos, temperatura: >100 × 10⁶ K. ^[15]
• 2024, febrero: se mantuvo el plasma a alta temperatura durante 48 segundos, temperatura: >100 × 10⁶ K. ^[16]

Referencias

1. "KSTAR | 국가핵융합연구소". www.nfri.re.kr (en coreano). Archivado desde el original el 10 de agosto de 2020. Consultado el 20 de junio de 2020 .
2. "www.knfp.net". 23 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 23 de octubre de 2015.
3. "KSTAR celebra el primer plasma". ITER . Consultado el 18 de septiembre de 2018 .
4. "중국" 인공태양 1억2000만도 101초 유지 성공 "...앞선 한국 기록과 단순 비교는 어려워". Ciencia Donga . 1 de junio de 2021.
5. "Reactor de fusión coreano alcanza un plasma récord - World Nuclear News" www.world-nuclear-news.org . 14 de diciembre de 2016 . Consultado el 18 de septiembre de 2018 .
6. Andrews, Robin (19 de diciembre de 2016). «Corea del Sur acaba de establecer un récord mundial de fusión nuclear». IFLScience . Archivado desde el original el 18 de septiembre de 2018. Consultado el 18 de septiembre de 2018 .
7. Academia China de Ciencias (6 de julio de 2017). «El 'sol artificial' de China establece un récord mundial con un plasma de alto rendimiento en estado estable de 100 segundos» . Consultado el 18 de septiembre de 2018 .
8. "El sol artificial coreano establece un nuevo récord mundial de funcionamiento de 20 segundos a 100 millones de grados". phys.org .
9. "El reactor de fusión "sol artificial" de China acaba de establecer un récord mundial". Futurismo . 2 de junio de 2021.
10. "Se consigue el primer plasma en modo H en KSTAR". Archivado desde el original el 23 de enero de 2015. Consultado el 23 de enero de 2015 .
11. "Noticias | INSTITUTO COREANO DE ENERGÍA DE FUSIÓN". NFRI News. 14 de diciembre de 2016. Archivado desde el original el 16 de abril de 2017.
12. "한국형 인공태양, 섭씨 1억도 플라스마 8초 운전 성공 – Sciencetimes" (en coreano) . Consultado el 28 de noviembre de 2020 .
13. "El sol artificial coreano establece un nuevo récord mundial de funcionamiento de 20 segundos a 100 millones de grados". phys.org . Consultado el 29 de diciembre de 2020 .
14. Lavars, Nick (24 de noviembre de 2021). «El reactor de fusión KSTAR establece un récord con un confinamiento de plasma de 30 segundos». New Atlas . Consultado el 24 de noviembre de 2021 .
15. "Este reactor de fusión alcanzó temperaturas siete veces más altas que las del Sol durante 30 segundos". Popular Mechanics . 2022-09-13 . Consultado el 2022-09-15 .
16. McFadden, Christopher (29 de marzo de 2024). «El 'sol artificial' de Corea del Sur alcanza una temperatura siete veces superior a la del núcleo del Sol». Interesting Engineering . Consultado el 30 de marzo de 2024 .

Enlaces externos

• Página de inicio del Instituto Coreano de Energía de Fusión (KFE) (eng)
• Página de inicio de KSTAR (español)
  • Comparación entre el KSTAR y el ITER
• Estado del proyecto KSTAR en formato PDF (sin fecha, parece ser de 2001. Incluye el cronograma de construcción de la diapositiva 13 hasta fines de 2004 y la operación de la diapositiva 16 a partir de 2005 con una actualización planificada para 2010-2011).
• Estado de la Asamblea KSTAR, octubre de 2006 PDF
• Estado y resultado de la campaña de actualización de KSTAR para la década de 2010
• Actualización del sistema de línea de transmisión ICRF de KSTAR para un funcionamiento resistente a la carga. Enero de 2013