In Spagna parte SMART, il Tokamak a “Triangolarità negativa” che avvicina la fusione nucleare

SMART (Small Aspect Ratio Tokamak), l’unico reattore a fusione al mondo con “triangolarità negativa” costruito presso l’Università di Siviglia in Spagna, ha prodotto il suo primo plasma.

Si tratta di un risultato importante che porta il reattore nella sua fase operativa, avvicinandoci alla generazione di energia pulita e illimitata grazie alla fusione nucleare.

I reattori a fusione nucleare mirano a replicare il processo chimico delle stelle, fondendo gli atomi di idrogeno a temperature estremamente elevate per formare elio e rilasciando grandi quantità di energia. Questo approccio è preferito alla sua controparte commerciale, la fissione, in cui gli atomi pesanti vengono spezzati per rilasciare energia, poiché non genera grandi quantità di scorie radioattive che devono essere smaltite.

Per creare condizioni simili a quelle delle stelle, gli scienziati usano i tokamak, dispositivi a forma di ciambella per contenere il plasma, uno stato surriscaldato della materia, in cui gli atomi vengono privati degli elettroni e trasformati in nuclei ionici che possono fondersi facilmente. I reattori tokamak vengono ampiamente utilizzati per dimostrare la fattibilità della tecnologia della fusione; il reattore sperimentale termonucleare internazionale (ITER) è il più grande tokamak costruito finora.

SMART, tuttavia, è molto diverso.

Triangolarità negativa , come si presenta concettualmente (da un’ipotesi GE)

Triangolarità negativa

Costruito presso il Plasma Science and Fusion Technology Laboratory dell’Università di Siviglia, SMART ha dimensioni di appena 1,6 m x 1,6 m. È dotato di un magnete solenoide lungo un metro con 12 bobine di campo toroidali e otto bobine di campo poloidali che aiutano a modellare il plasma.

La triangolarità in un tokamak è la forma del plasma in relazione al design del reattore. La forma a ciambella del reattore significa che la sezione trasversale del plasma ha la forma della lettera “D”. In un tipico progetto di tokamak, la parte diritta della D è rivolta verso il centro del reattore, il che viene definito triangolarità positiva.

Quando la parte curva del plasma è rivolta verso il centro, si parla di triangolarità negativa, che finora è stata raggiunta solo da SMART. I vantaggi della triangolarità negativa includono una migliore soppressione delle instabilità del plasma, che causano l’espulsione di particelle ed energia. Ciò può anche contribuire a ridurre i danni alle pareti del tokamak, che sono un problema nei reattori a fusione.

Immagine che mostra il reattore a fusione SMART costruito presso il Plasma Science and Fusion Technology Laboratory. Crediti per l’immagine: Università di Siviglia

Il primo plasma

L’anno scorso, i ricercatori dell’Università di Siviglia hanno pubblicato una serie di articoli per descrivere la fisica che sta dietro al funzionamento del reattore a fusione SMART e come potrebbe aiutarci a soddisfare la domanda di energia in futuro.

Insieme ai ricercatori del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), il team di Sevilla ha costruito il reattore SMART, che ora ha raggiunto un’importante pietra miliare ottenendo il suo primo plasma.

“Siamo stati tutti molto emozionati nel vedere il primo plasma confinato magneticamente e non vediamo l’ora di sfruttare le capacità del dispositivo SMART insieme alla comunità scientifica internazionale”, ha dichiarato Eleonora Viezzer, fisica e docente dell’Università di Siviglia, in un comunicato stampa. “SMART ha suscitato un grande interesse in tutto il mondo”.

Tutti questi piccoli passi avanti permettono di far avvicinare la fusione un passo alla volta.