MAST-fusiereactor gelanceerd in Groot-Brittannië na uitgebreide reconstructie
Na een grondige reconstructie die zeven jaar heeft geduurd, heeft het VK zijn thermonucleaire reactor opnieuw gelanceerd, genaamd MAST (Mega Ampere Spherical Tokamak), die zich in het Kalema Fusion Energy Center bevindt en nu heet MAST-upgrade.
Thermonucleaire reactor en de belangrijkste problemen
Al decennia lang streven wetenschappers over de hele wereld naar een goed functionerende fusiereactor. En feit is dat dit soort energie twee duidelijke voordelen heeft:
- De waterstof die in dergelijke reactoren als brandstof wordt gebruikt, is erg goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar.
- Bij de reactie van thermonucleaire fusie komt een enorme hoeveelheid energie vrij.
Maar het belangrijkste probleem is dat het nogal problematisch is om voorwaarden te creëren voor een stabiel verloop van thermonucleaire fusie. Om de elektrische weerstand van gelijk geladen deeltjes te overwinnen en ze te laten botsen (voor nieuwe deeltjes verkrijgen en een enorme hoeveelheid energie vrijgeven), wordt het plasma extreem verhit temperaturen.
Maar het plasma heeft de neiging uit te zetten en dus af te koelen. Wetenschappers hebben dus geleerd hoe ze oververhit plasma op één plek kunnen houden dankzij bijzonder krachtige magneten.
Bovendien zijn ze (de magneten) op een speciale manier gepositioneerd om een speciaal magnetisch veld te vormen. Dergelijke reactoren worden tokamak genoemd (ringkernkamer met magnetische spoelen).
Thermonucleaire reactor in het VK en zijn kenmerken
De bouw van de MAST-reactor begon in 1997 en werd in december 1999 plechtig in gebruik genomen. In dit geval wordt de gecreëerde MAST-reactor uitgevoerd in de vorm van een bolvormige tokamak.
Het verschil van dit type met klassieke tokamaks is dat de magneetspoelen zo zijn geplaatst dat ze een plasmawolk vormen die qua vorm heel dicht bij een bal lijkt.
Ook wordt dit type reactor vergeleken met een appel waaruit de kern wordt gehaald.
Volgens de makers van deze reactor kun je met dit ontwerp veel meer maken stabiel plasma en nog steeds significant de inductiewaarde verlagen die nodig is voor plasma-opsluiting magnetisch veld.
Dus in MAST wordt ongeveer 8 meter kubisch plasma vastgehouden door een magnetisch veld van slechts 0,55 Tesla.
Ter vergelijking: in de Russische tokamak T-15 met de klassieke ringkernvorm heeft het magnetische veld een inductie van 3,6 Tesla. En in de sferische tokamak Globus-15 (Physico-Technical Institute vernoemd naar A. F. Ioffe, St. Petersburg) is de waarde van de magnetische inductie 0,4 Tesla.
Wat zijn de taken van de MAST-fusiereactor
Wetenschappers uit het VK, die sinds 2013 wachten op de voltooiing van de reconstructie van de thermonucleaire reactor, hebben er hoge verwachtingen van. MAST kan immers een ultramoderne proeftuin worden voor het testen van nieuwe ontwikkelingen op het gebied van thermonucleaire fusie.
Dus als eerste wordt een uniek onderdeel van de tokamak getest, de Super-X Divertor. De belangrijkste taak van het nieuwe onderdeel is het verwijderen van overtollige warmte en onnodige onzuiverheden uit het plasma. Eerdere versies van dit apparaat hadden na een paar jaar gebruik een grondige revisie nodig.
De nieuwe versie van het apparaat (in geval van een succesvolle test) verlengt de levensduur met 10 keer. Als het experiment met succes is afgerond, zullen de wetenschappers terugkeren naar de uitvoering van het ambitieuze STEP-project. (Sferische Tokamak voor energieproductie) over de bouw van een volwaardige energiecentrale, die moet worden gebouwd door 2040.