韩国“人造太阳”：为开发等离子体运行方案发起挑战

by Paek Jongmin

Published 18 Nov.2024 12:24(KST)

韩国核聚变能源研究院“KSTAR”加速掌握高性能等离子体运行技术

韩国核聚变能源研究院的“K-STAR”。图片由韩国核聚变能源研究院提供

在人工智能（AI）时代，为获取海量电力而展开的竞争日益激烈之际，核聚变领域作为清洁能源备受期待。国内被称为“人造太阳”的韩国核聚变能源研究院“ K-STAR”正式发起挑战，宣布参与竞争，力争尽早开发高性能等离子体运行方案。

韩国核聚变能源研究院（院长 Oh Youngguk）近日启动了在钨偏滤器环境下，为掌握高温·高密度·高电流等离子体运行技术而开展的等离子体实验。

目前，以美国、日本、中国为中心，为加速实现核聚变能源而展开的努力与竞争异常激烈。各国政府也从以国际合作为中心转向各自谋求生存，纷纷发起将核聚变变为现实的挑战。对此，我国也已于去年7月发布核聚变能源加速化战略，开始为尽早实现核聚变能源而行动。

由国内技术自主完成的核聚变研究院核聚变装置“ K-STAR”去年通过更换钨偏滤器并成功验证超导磁体的稳定性能，证明了装置的优越性。同时，公布了世界最高水平的高性能等离子体长时间运行成果，被认可为具备获取用于核聚变示范堆运行技术基础的装置。

然而，要在人工环境下实现与太阳相当、达1亿摄氏度的温度，从而产生发生核聚变的超高温等离子体现象，亟需开发用于实际核聚变发电的核聚变示范堆运行所必不可少的等离子体运行方案，这是当前最紧迫的课题。

今年，K-STAR已启动等离子体物理实验，将持续至明年2月，全面着手获取用于核聚变示范堆的等离子体运行方案。预计将进一步扩大在高温·高密度·高电流条件下实现高约束性能的高性能运行方案研究，以及抑制破坏高性能等离子体环境的各类不稳定现象的技术研究。

特别是将通过加强对钨偏滤器性能检查和内壁研究，重点推进可应用于示范堆环境的钨杂质控制研究。

钨因其耐高温特性，被认为是核聚变堆内壁材料的理想选择。但在运行过程中产生的钨杂质会降低等离子体的性能和稳定性，这是一大缺点。为运行同样计划采用钨材料的国际热核聚变实验堆（ITER）及核聚变示范堆，如何处理钨杂质被列为最重要的研究课题之一。

为此，将开展多种方法的验证实验，包括抑制钨杂质产生、通过磁场控制阻挡钨杂质、利用加热装置排出杂质等。同时，还将与美国、法国、日本、中国等国家共同推进约40个课题的联合实验，为解决核聚变难题作出贡献。

核聚变研究院院长 Oh Youngguk 表示：“为尽早获取核聚变示范堆运行方案，K-STAR 的作用今后将愈发重要。我们将逐步解决钨环境下的技术难题，并通过对装置进行进一步升级，打造能够开展更加引领性研究的环境。”

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。