El llamado «Sol Artificial» coreano ha establecido un nuevo récord: una operación de 20 segundos a 100 millones de grados.

La Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR), un dispositivo de fusión superconductor también conocido como el «Sol Artificial» coreano, estableció el nuevo récord mundial al lograr mantener el plasma de alta temperatura durante 20 segundos con una temperatura de iones de más de 100 millones de grados (Celsius).

El 24 de noviembre (martes), el KSTAR Research Center del Korea Institute of Fusion Energy (KFE) anunció que en una investigación conjunta con la Seoul National University (SNU) y la Columbia University of the United States, logró la operación continua de plasma durante 20 segundos con una temperatura de iones superior a 100 millones de grados, que es una de las condiciones centrales de la fusión nuclear en la 2020 KSTAR Plasma Campaign.

Es un logro extender el tiempo de operación del plasma de 8 segundos durante la 2019 KSTAR Plasma Campaign en más de 2 veces. En su experimento de 2018, el KSTAR alcanzó la temperatura de iones de plasma de 100 millones de grados por primera vez (tiempo de retención: aproximadamente 1.5 segundos).

Crédito: National Research Council of Science & Technology

Para recrear las reacciones de fusión que ocurren en el Sol en la Tierra, los isótopos de hidrógeno deben colocarse dentro de un dispositivo de fusión como KSTAR para crear un estado de plasma donde los iones y los electrones se separan, y los iones deben calentarse y mantenerse a altas temperaturas.

Hasta ahora, ha habido otros dispositivos de fusión que han manejado brevemente el plasma a temperaturas de 100 millones de grados o más. Ninguno rompió la barrera de mantener la operación durante 10 segundos o más. Es el límite operativo del dispositivo de conducción normal y fue difícil mantener un estado de plasma estable en el dispositivo de fusión a temperaturas tan altas durante mucho tiempo.

En su experimento de 2020, el KSTAR mejoró el rendimiento del modo de barrera de transporte interno (ITB), uno de los modos de operación de plasma de próxima generación desarrollado el año pasado y logró mantener el estado del plasma durante un largo período de tiempo, superando los límites existentes de la operación de plasma de temperatura ultra alta.

El director Si-Woo Yoon del KSTAR Research Center en el KFE explicó:

“Las tecnologías requeridas para operaciones largas de 100 millones de plasma son la clave para la realización de la energía de fusión y el éxito de KSTAR en mantener el plasma de alta temperatura durante 20 segundos será un punto de inflexión importante en la carrera por asegurar las tecnologías para la operación prolongada de plasma de alto rendimiento, un componente crítico de un reactor de fusión nuclear comercial en el futuro”.

Yong-Su Na, profesor en Departamento de Ingeniería Nuclear, SNU, que ha estado realizando conjuntamente la investigación sobre la operación de plasma KSTAR, dijo en un comunicado:

“El éxito del experimento KSTAR en la operación prolongada a alta temperatura al superar algunos inconvenientes de los modos ITB nos acerca un paso más al desarrollo de tecnologías para la realización de energía de fusión nuclear”.

El Dr. Young-Seok Park de la Columbia University, quien contribuyó a la creación del plasma de alta temperatura, dijo:

“Nos sentimos honrados de participar en un logro tan importante realizado en KSTAR. La temperatura de iones de 100 millones de grados lograda al permitir un plasma central eficiente el calentamiento durante un período tan largo demostró la capacidad única del dispositivo superconductor KSTAR, y será reconocido como una base convincente para plasmas de fusión de estado estacionario de alto rendimiento”.

El KSTAR comenzó a operar el dispositivo en agosto pasado y planea continuar su experimento de generación de plasma hasta el 10 de diciembre, realizando un total de 110 experimentos de plasma que incluyen operación de plasma de alto rendimiento y experimentos de mitigación de interrupción del plasma, que son experimentos de investigación conjunta con investigación nacional y organizaciones extranjeras.

Además del éxito en la operación de plasma a alta temperatura, el KSTAR Research Center lleva a cabo experimentos sobre una variedad de temas, incluidas las investigaciones ITER, diseñadas para resolver problemas complejos en la investigación de la fusión durante el resto del período del experimento.

Izquierda: el Sol artificial en China.

La KSTAR compartirá los resultados clave de sus experimentos en 2020, incluido este éxito con investigadores de fusión de todo el mundo en la IAEA Fusion Energy Conference que se celebrará en mayo.

El objetivo final del KSTAR es lograr una operación continua de 300 segundos con una temperatura de iones superior a 100 millones de grados para 2025.

El presidente de la KFE, Suk Jae Yoo, declaró:

“Estoy muy contento de anunciar el nuevo lanzamiento de la KFE como una organización de investigación independiente de Corea. La KFE continuará su tradición de emprender investigaciones desafiantes para lograr el objetivo de la humanidad: la realización de energía de fusión nuclear”.

A partir del 20 de noviembre de 2020, el KFE, anteriormente el National Fusion Research Institute, una organización afiliada al Korea Basic Science Institute, se relanzó como una organización de investigación independiente.