Experimental Advanced Superconducting Tokamak

Abbozzo tecnico di EAST
L'interno di EAST
Plasma all'interno di EAST

L'Experimental Advanced Superconducting Tokamak (abbreviato EAST e in chinese 先进实验超导托卡马克实验装置), designato internamente come HT-7U (Hefei Tokamak 7 Upgrade), è un reattore sperimentale di fusione magnetica di tipo tokamak situato a Hefei, in Cina. L'Hefei Institutes of Physical Science sta conducendo questo esperimento per l'Accademia Cinese delle Scienze che è in funzione dal 2006.

È il primo tokamak ad utilizzare magneti superconduttori toroidali e poloidali. Il suo obiettivo, cioè di raggiungere impulsi di plasma della durata di 1.000 secondi, è stato raggiunto nel dicembre 2021.[1]

Storia

EAST è il successore del primo tokamak superconduttore cinese, soprannominato HT-7, costruito dall'Istituto di fisica del plasma in collaborazione con la Russia all'inizio degli anni '90. Il progetto è stato proposto nel 1996 e approvato nel 1998. La sua costruzione è stata completata nel marzo 2006 e il 28 settembre 2006 è stato ottenuto il "primo plasma".[2]

Secondo i rapporti ufficiali, il budget del progetto è di 300 milioni di CNY (circa 37 milioni di dollari), equivalente ad una frazione compresa tra 1/15 e 1/20 del costo di un reattore con simili caratteristiche costruito in altri paesi.[3]

Cronologia

Fase I

  • Il 28 settembre 2006 è stato ottenuto il primo plasma: il primo test è durato quasi tre secondi e ha generato una corrente elettrica di 200 kiloampere.[2]
  • Prima di gennaio 2007 "il reattore ha creato un plasma della durata di quasi cinque secondi e ha generando una corrente elettrica di 500 kiloampere".[4]
  • Il 7 novembre 2010, EAST ha ottenuto il suo primo plasma H-mode.
  • Nel maggio 2011, EAST è diventato il primo tokamak a sostenere con successo il plasma H-Mode per oltre 30 secondi a circa 50 milioni di Kelvin.

Fase II

  • Il 29 novembre 2011 si è svolto il taglio del nastro cerimoniale del progetto del sistema di riscaldamento ausiliario di EAST, e si è ufficialmente entrati nella “Fase-II”.
  • Il 19 maggio 2014, dopo quasi 20 mesi di interruzione dell'aggiornamento da settembre 2012, EAST era pronto per il primo round di esperimenti nel 2014.
  • A maggio 2015, EAST riportava correnti di 1 megampere e modalità H per 6,4 secondi.[5]
  • A febbraio 2016, un impulso di plasma è stato mantenuto per un record di 102 secondi a circa 50 milioni di °C.[6] Corrente plasmatica di 400 kA e densità di circa 2,4 x 10 19 /m 3 con temperatura in lento aumento.[6]
  • Il 2 novembre 2016, EAST è diventato il primo tokamak a sostenere con successo il plasma H-Mode per oltre un minuto a circa 50 milioni di °C.[7]
  • Il 3 luglio 2017, EAST è diventato il primo tokamak a sostenere con successo il plasma H-Mode per oltre 100 secondi a circa 50 milioni di °C.[8]
  • Il 12 novembre 2018, EAST ha raggiunto il traguardo di 100 milioni di °C di temperatura degli elettroni.[9]
  • A maggio 2021, EAST ha raggiunto il traguardo di 120 milioni di °C di temperatura degli elettroni per 101 secondi.[10]
  • Il 30 dicembre 2021 è stato mantenuto un impulso di plasma per 1056 secondi, che ha creato ancora una volta un nuovo record mondiale per il funzionamento del dispositivo sperimentale Tokamak.[11]

Obiettivi

La Cina è membro del consorzio ITER e EAST è un banco di prova per le tecnologie ITER.[12]

EAST è stato progettato per testare:

  • il campo poloidale con magneti superconduttori al niobio-titanio
  • il pilotaggio non induttivo della corrente
  • impulsi fino a 102 secondi con corrente plasmatica di 0,5 MA
  • il controllo delle instabilità plasmatiche attraverso diagnostica in tempo reale
  • materiali per deviatori e per componenti rivolti verso il lato del plasma
  • il funzionamento con β N = 2 e fattore di confinamento H 89 > 2

Parametri del Tokamak

Parametri del Tokamak [13]
Campo toroidale, B t 3,5 T
Corrente plasmatica, I P 1,0 MA
Raggio maggiore, R 0 1,85 m
Raggio minore, a 0,45 m
Aspect ratio, R / a 4.11
Elongazione, κ 1.6–2
Triangolarità, δ 0,6–0,8
Riscaldamento a risonanza ionica di ciclotrone (ICRH) 3 MW
Lower hybrid current drive (LHCD) 4 MW
Riscaldamento per risonanza di ciclotrone elettronico (ECRH) Attualmente nessuno (0,5 MW pianificati)
Iniezione a fascio neutro (NBI) Attualmente nessuno (pianificato)
Durata dell'impulso 1–1000 secondi
Configurazione Divertore double-null

Pump limiter

Divertore single-null

Note

  1. ^ (EN) Ben Turner published, China's $1 trillion 'artificial sun' fusion reactor just got five times hotter than the sun, su livescience.com, 6 gennaio 2022. URL consultato il 10 gennaio 2022.
  2. ^ a b china.org.cn, http://www.china.org.cn/english/2006/Sep/182561.htm.
  3. ^ China to build world's first "artificial sun" experimental device, People's Daily Online, 21 gennaio 2006.
  4. ^ Xinhua article Jan 15, 2007 Chinese scientists conduct more tests on thermonuclear fusion reactor. 2007-Jan-15
  5. ^ EAST at IPP-CAS
  6. ^ a b theregister.co.uk, https://www.theregister.co.uk/2016/02/06/china_shows_how_fusion_is_done/. more data in screen shot
  7. ^ english.ipp.cas.cn, http://english.ipp.cas.cn/syxw/201611/t20161115_170479.html.
  8. ^ eurekalert.org, https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-07/caos-cs070517.php.
  9. ^ phys.org, https://phys.org/news/2018-11-chinese-fusion-tool-million-degrees.html. URL consultato il 10 agosto 2020.
  10. ^ (EN) https://www.youtube.com/watch?v=IylinT7eKE8.
  11. ^ (EN) http://www.news.cn/politics/2021-12/31/c_1128221002.htm.
  12. ^ Study of lower hybrid current drive towards long-pulse operation with high performance in EAST, DOI:10.1063/1.4936525.
  13. ^ english.hf.cas.cn, http://english.hf.cas.cn/ic/ip/east/.

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

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