Diterangkan: Apakah reaktor gabungan eksperimen 'matahari buatan' China yang telah mencatat rekod?

Selama 20 saat, TIMUR 'matahari tiruan' China mencapai suhu puncak 288 juta darjah Fahrenheit, iaitu lebih sepuluh kali lebih panas daripada matahari. Apakah EAST dan bagaimana ia berfungsi?

Peranti EAST Tokamak direka untuk meniru proses pelakuran nuklear yang dijalankan oleh matahari dan bintang. (Foto: laman web ASIPP)

Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) China, yang meniru proses penjanaan tenaga matahari, mencatat rekod baharu selepas ia mencapai 216 juta darjah Fahrenheit (120 juta darjah Celsius) selama 101 saat, menurut media kerajaan. Selama 20 saat lagi, matahari tiruan juga mencapai suhu puncak 288 juta darjah Fahrenheit (160 juta darjah Celsius), iaitu lebih sepuluh kali lebih panas daripada matahari.

Pencapaian terbaharu saintis China merupakan langkah penting dalam usaha negara untuk membuka kunci tenaga bersih dan tanpa had, dengan bahan buangan yang minimum. Kejayaan itu adalah kemajuan yang ketara, dan matlamat utamanya ialah mengekalkan suhu pada tahap yang stabil untuk jangka masa yang panjang, Li Miao, pengarah jabatan fizik di Universiti Sains dan Teknologi Selatan di Shenzhen, China, memberitahu Global Masa.

Surat berita| Klik untuk mendapatkan penerangan terbaik hari ini dalam peti masuk anda

Tetapi pakar mengatakan bahawa masih jauh untuk pergi untuk 'matahari buatan' eksperimen China. Menurut Lin Boquiang, pengarah Pusat Penyelidikan Ekonomi Tenaga China di Universiti Xiamen, ia akan mengambil masa beberapa dekad untuk reaktor yang berfungsi untuk muncul daripada peringkat percubaannya.

Jadi, apakah itu TIMUR 'matahari buatan' China?

Reaktor Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) ialah peranti penyelidikan eksperimen gabungan nuklear termaju yang terletak di Institut Fizik Plasma Akademi Sains China (ASIPP) di Hefei, China. Tujuan matahari buatan adalah untuk meniru proses pelakuran nuklear, yang merupakan tindak balas yang sama yang menggerakkan matahari.

EAST adalah salah satu daripada tiga tokamak domestik utama yang kini dikendalikan di seluruh negara. Selain dari TIMUR, China kini mengendalikan reaktor HL-2A serta J-TEXT. Pada Disember 2020, HL-2M Tokamak, peranti penyelidikan eksperimen gabungan nuklear terbesar dan tercanggih di China, telah berjaya dikuasakan buat kali pertama — satu peristiwa penting dalam pertumbuhan keupayaan penyelidikan tenaga nuklear China.

Sejak ia mula beroperasi pada tahun 2006, EAST telah menetapkan beberapa rekod untuk tempoh kurungan plasma yang sangat panas. Projek EAST adalah sebahagian daripada kemudahan Reaktor Eksperimen Termonuklear Antarabangsa (ITER), yang akan menjadi reaktor pelakuran nuklear terbesar di dunia apabila ia mula beroperasi pada 2035. Projek itu termasuk sumbangan beberapa negara, termasuk India, Korea Selatan, Jepun, Rusia dan Amerika Syarikat.

Bagaimanakah TIMUR 'matahari tiruan' berfungsi?

Peranti EAST Tokamak direka untuk meniru proses pelakuran nuklear yang dijalankan oleh matahari dan bintang. Pelaburan nuklear ialah proses di mana tahap tenaga yang tinggi dihasilkan tanpa menghasilkan kuantiti sisa yang banyak. Sebelum ini, tenaga dihasilkan melalui pembelahan nuklear — satu proses di mana nukleus atom berat dipecahkan kepada dua atau lebih nukleus atom yang lebih ringan.

Walaupun pembelahan adalah proses yang lebih mudah untuk dijalankan, ia menghasilkan lebih banyak sisa nuklear. Tidak seperti pembelahan, pelakuran juga tidak mengeluarkan gas rumah hijau dan dianggap sebagai proses yang lebih selamat dengan risiko kemalangan yang lebih rendah. Setelah dikuasai, pelakuran nuklear berpotensi memberikan tenaga bersih tanpa had dan kos yang sangat rendah.

Untuk pelakuran nuklear berlaku, haba dan tekanan yang besar dikenakan pada atom hidrogen supaya ia bergabung bersama. Nukleus deuterium dan tritium - kedua-duanya terdapat dalam hidrogen - dibuat untuk bergabung untuk menghasilkan nukleus helium, neutron bersama-sama dengan banyak tenaga.

Bahan api dipanaskan pada suhu melebihi 150 juta darjah C supaya ia membentuk sup plasma panas zarah subatom. Dengan bantuan medan magnet yang kuat, plasma dijauhkan daripada dinding reaktor untuk memastikan ia tidak menyejuk dan kehilangan potensinya untuk menjana sejumlah besar tenaga. Plasma dikurung untuk jangka masa yang lama untuk pelakuran berlaku.

Apakah rekod terkini dan mengapa ia penting?

Reaktor EAST mencatat rekod baharu pada hari Jumaat apabila ia mencapai suhu plasma 216 juta darjah Fahrenheit dan juga berjaya berjalan selama 20 saat pada 288 juta darjah Fahrenheit. Untuk meletakkan ini dalam perspektif, teras matahari hanya mencapai kira-kira 15 juta darjah Celsius, yang bermaksud reaktor itu dapat menyentuh suhu yang 10 kali lebih panas daripada itu.

Matlamat seterusnya untuk saintis di belakang reaktor eksperimen adalah untuk mengekalkan suhu tinggi untuk jangka masa yang panjang. Sebelum ini, TIMUR mencapai rekod suhu 100 juta darjah Celsius pada 2018.

Ini adalah satu langkah ke arah yang betul setakat pembangunan hijau China, Lin Boquiang memberitahu Global Times. Ia lebih seperti teknologi masa depan yang penting untuk dorongan pembangunan hijau China, katanya. Tetapi walaupun ini merupakan perkembangan penting, Boquiang berkata masih ada tiga dekad yang baik sebelum China dapat melihat matahari tiruan yang berfungsi sepenuhnya.

Tetapi China bukan satu-satunya negara yang telah mencapai suhu plasma yang tinggi. Pada 2020, reaktor KSTAR Korea Selatan mencipta rekod baharu dengan mengekalkan suhu plasma melebihi 100 juta darjah Celsius selama 20 saat.

Kongsi Dengan Rakan Anda: