Partono gli esprimenti di fusione nucleare su MAST-U, per raggiungere milioni di gradi di temperatura

Un’importante pietra miliare nella ricerca sull’energia di fusione si sta svolgendo con l’ultima campagna scientifica presso l’impianto Mega Amp Spherical Tokamak (MAST) Upgrade, situato nel Campus Culham dell’Autorità britannica per l’energia atomica.

Questa ambiziosa campagna di 100 giorni coinvolgerà più di 100 scienziati provenienti da 37 istituzioni di tutto il mondo. Insieme, condurranno oltre 50 esperimenti per esplorare il potenziale dell’energia di fusione. Questo perché questa innovativa macchina per la fusione ha ricevuto degli importanti potenziamenti che lo rendono unico nel suo genere.

“Questa sarà la campagna scientifica più entusiasmante che MAST Upgrade abbia mai intrapreso fino ad oggi, con una chiara attenzione alla comprensione di come confinare e stabilizzare i plasmi di fusione ad alte prestazioni, garantendo al contempo un efficace scarico di energia”, ha dichiarato James Harrison, responsabile scientifico di MAST Upgrade presso l’UKAEA.

L’energia di fusione è il processo che alimenta il sole e le stelle. Offre la possibilità di ottenere energia pulita, sicura e abbondante. Tuttavia, per ottenere la fusione, gli scienziati devono prima creare e confinare un gas surriscaldato, chiamato plasma, all’interno di un forte campo magnetico.

Questo plasma, composto da deuterio e trizio (tipi di idrogeno), può raggiungere temperature superiori a 180 milioni di gradi Fahrenheit, 82 milioni di Farenheit. Quindi gli esperimenti saranno molto interessanti.

Schema del Tokamak sferico MAST

Un dispositivo di fusione unico nel suo genere

“MAST Upgrade è una macchina di fusione compatta progettata a forma di mela alveolata, a differenza di altri tokamak a forma di anello”, ha dichiarato l’UKAEA in un comunicato stampa. Siamo quindi difronte a quello che è definito un “Tokamak Sferico”.

Questo design innovativo offre potenziali vantaggi per le future centrali a fusione, tra cui una maggiore efficienza e costi ridotti.

Durante questa campagna, il team mira a generare 1.600 impulsi di plasma si idrogeno, stabilendo dei nuovi record di pressione e temperatura.  Ogni “impulso” è la durata del tempo in cui il plasma è confinato all’interno del contenitore della macchina.

Ciò consentirà agli scienziati di raccogliere una grande quantità di dati per capire meglio il comportamento del plasma.
In particolare, la ricerca si concentrerà su due aree critiche. In primo luogo, gli scienziati studieranno come aumentare la pressione al centro del plasma. Una pressione più elevata porta a una maggiore efficienza nelle reazioni di fusione.

In secondo luogo, gli esperimenti studieranno come controllare lo scarico del plasma. Questo scarico, un flusso di particelle estremamente calde, deve essere gestito con attenzione per proteggere i componenti della macchina.

Il deviatore Super-X di MAST per gestire lo scarico del plasma

MAST Upgrade è rinomata per il suo innovativo deviatore Super-X. Questa tecnologia può ridurre la temperatura dello scarico del plasma di dieci volte, rendendo quindi molto più semplici e continui gli esperimenti.

“I risultati precedenti hanno dimostrato l’efficacia dell’innovativo deviatore Super-X di MAST Upgrade, mostrando una riduzione di 10 volte della temperatura di scarico senza impattare il plasma del nucleo caldo”, ha aggiunto il dott. Fulvio Militello, direttore delle operazioni di scienza del plasma e fusione.

“Questa campagna mira a costruire su questi risultati impressionanti ed esplorerà se deviatori più compatti ed economici possono ottenere riduzioni simili della temperatura di scarico”.

Quest’anno, MAST Upgrade è stato migliorato anche con un nuovo criopianto. Questo investimento di 5 milioni di sterline, finanziato dall’UKAEA e dall’Engineering & Physical Sciences Research Council, consente alla macchina di operare a temperature significativamente più elevate.

Il criopianto raffredda i magneti e gli altri componenti, consentendo al plasma di raggiungere la temperatura di 63 milioni di gradi Fahrenheit,, 17,3 milioni di gradi Celsius, al cuore,  più del doppio di quella raggiunta nelle campagne precedenti.