La Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR), un dispositivo di fusione superconduttore noto anche come sole artificiale coreano, ha stabilito il nuovo record mondiale in quanto è riuscito a mantenere il plasma ad alta temperatura per 20 secondi con una temperatura degli ioni superiore a 100 milioni di gradi (Celsius).

Il 24 novembre (martedì), il KSTAR Research Center presso il Korea Institute of Fusion Energy (KFE) ha annunciato che in una ricerca congiunta con la Seoul National University (SNU) e la Columbia University degli Stati Uniti, è riuscito a far funzionare continuamente il plasma per 20 secondi con una temperatura ionica superiore a 100 milioni di gradi, che è una delle condizioni fondamentali della fusione nucleare nella campagna KSTAR Plasma 2020.

È un risultato estendere di oltre 2 volte il tempo di funzionamento del plasma di 8 secondi durante la campagna KSTAR Plasma 2019. Nel suo esperimento del 2018, il KSTAR ha raggiunto per la prima volta la temperatura degli ioni di plasma di 100 milioni di gradi (tempo di ritenzione:circa 1,5 secondi).

Per ricreare le reazioni di fusione che si verificano nel sole sulla Terra, gli isotopi di idrogeno devono essere collocati all'interno di un dispositivo di fusione come KSTAR per creare uno stato di plasma in cui vengono separati ioni ed elettroni, e gli ioni devono essere riscaldati e mantenuti ad alte temperature.

Finora, ci sono stati altri dispositivi di fusione che hanno gestito brevemente il plasma a temperature di 100 milioni di gradi o superiori. Nessuno di loro ha infranto la barriera di mantenere l'operazione per 10 secondi o più. È il limite operativo del dispositivo a conduzione normale ed è stato difficile mantenere uno stato di plasma stabile nel dispositivo di fusione a temperature così elevate per lungo tempo.

Nel suo esperimento del 2020, il KSTAR ha migliorato le prestazioni della modalità Internal Transport Barrier (ITB), una delle modalità di funzionamento del plasma di nuova generazione sviluppata l'anno scorso ed è riuscita a mantenere lo stato del plasma per un lungo periodo di tempo, superando i limiti esistenti del funzionamento al plasma ad altissima temperatura.

Il direttore Si-Woo Yoon del Centro di ricerca KSTAR presso il KFE ha spiegato, "Le tecnologie necessarie per lunghe operazioni di 100 milioni di plasma sono la chiave per la realizzazione dell'energia da fusione, e il successo di KSTAR nel mantenere il plasma ad alta temperatura per 20 secondi sarà un importante punto di svolta nella corsa per garantire le tecnologie per il lungo funzionamento del plasma ad alte prestazioni, un componente fondamentale di un reattore a fusione nucleare commerciale in futuro".

"Il successo dell'esperimento KSTAR nel lungo, il funzionamento ad alta temperatura superando alcuni inconvenienti delle modalità ITB ci avvicina allo sviluppo di tecnologie per la realizzazione dell'energia da fusione nucleare, "aggiunse Yong-Su Na, professore presso il dipartimento di Ingegneria Nucleare, SNU, che ha condotto congiuntamente la ricerca sull'operazione al plasma KSTAR.

Il Dr. Young-Seok Park della Columbia University, che ha contribuito alla creazione del plasma ad alta temperatura, ha dichiarato:"Siamo onorati di essere coinvolti in un risultato così importante realizzato in KSTAR. La temperatura ionica di 100 milioni di gradi raggiunta grazie all'efficienza del plasma centrale il riscaldamento per una durata così lunga ha dimostrato la capacità unica del dispositivo superconduttore KSTAR, e sarà riconosciuto come una base convincente per alte prestazioni, plasma di fusione allo stato stazionario."

Il KSTAR ha iniziato a utilizzare il dispositivo lo scorso agosto e prevede di continuare il suo esperimento di generazione del plasma fino al 10 dicembre. conducendo un totale di 110 esperimenti al plasma che includono operazioni al plasma ad alte prestazioni e esperimenti di mitigazione dell'interruzione del plasma, che sono esperimenti di ricerca congiunti con organizzazioni di ricerca nazionali ed estere.

Oltre al successo nel funzionamento al plasma ad alta temperatura, il Centro di ricerca KSTAR conduce esperimenti su una varietà di argomenti, comprese le ricerche ITER, progettato per risolvere problemi complessi nella ricerca sulla fusione durante il resto del periodo dell'esperimento.

Il KSTAR condividerà i suoi risultati chiave dell'esperimento nel 2020, incluso questo successo con i ricercatori sulla fusione di tutto il mondo nella Conferenza sull'energia da fusione dell'AIEA che si terrà a maggio.

L'obiettivo finale del KSTAR è riuscire in un'operazione continua di 300 secondi con una temperatura degli ioni superiore a 100 milioni di gradi entro il 2025.

Il presidente della KFE Suk Jae Yoo ha dichiarato:"Sono così felice di annunciare il nuovo lancio del KFE come organizzazione di ricerca indipendente della Corea. Il KFE continuerà la sua tradizione di intraprendere ricerche impegnative per raggiungere l'obiettivo dell'umanità:la realizzazione dell'energia da fusione nucleare, " Lui continuò.

Dal 20 novembre 2020, il KFE, ex Istituto Nazionale di Ricerca sulla Fusione, un'organizzazione affiliata del Korea Basic Science Institute, è stato rilanciato come organismo di ricerca indipendente.