Princeton sperimenta una “Caverna” di litio per migliorare l’efficienza dei tokamak

I ricercatori del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ritengono che l’inclusione di “caverne” di litio nei reattori a fusione di prossima generazione possa contribuire a controllare le temperature simili a quelle del sole, necessarie per creare energia rinnovabile più pulita, secondo una sintesi del laboratorio.

Come viene utilizzato il litio per contenere il plasma.

I tokamak a forma di ciambella sono dispositivi magnetici costruiti per contenere il plasma incandescente che fa parte della reazione, secondo il DOE, ma questo plasma non deve mai andare in contatto con il tokamak stesso, pena danni legati alle altissime temperature. Gli esperti del PPPL pensano che posizionare una “caverna” di vapore di litio all’interno di un tokamak potrebbe proteggerlo dal plasma intensamente caldo, scrivono nel rapporto del laboratorio.

L’esperienza del team nell’uso dei metalli liquidi… per migliorare le prestazioni della fusione sta aiutando a perfezionare le idee su come possono essere impiegati al meglio all’interno di un tokamak”, ha dichiarato Rajesh Maingi, responsabile della scienza sperimentale dei tokamak, nella sintesi.

Una scoperta fondamentale è stata quella di dove posizionare al meglio la caverna. Per l’analisi gli esperti hanno utilizzato simulazioni al computer. I calcoli hanno stabilito che la parte inferiore del tokamak, vicino alla “pila centrale”, è il punto ideale. Si tratta di un punto sufficientemente lontano dal plasma estremamente caldo, ma abbastanza vicino al calore da far scaturire “particelle di vapore di litio” che aiutano a regolare il calore, secondo il rapporto del laboratorio.

“Non si vuole che il plasma centrale si sporchi di litio e si raffreddi, ma si vuole anche che il litio mitighi il calore”, ha detto Eric Emdee, autore principale del lavoro.

La ricerca ha aiutato gli scienziati a decidere che la forma di una caverna è la migliore per ospitare il litio di vapore, rispetto a una scatola quasi chiusa. Inoltre, hanno capito come si comportano le particelle neutre all’interno del tokamak, aiutando a dissipare il calore. Il team sta ora valutando una parete porosa, rivolta verso il plasma, che consentirebbe al litio di essere inviato nelle aree in cui è più necessario per contribuire alla gestione della temperatura, secondo il riassunto.

Nel frattempo, gli esperti del PPPL potrebbero essere alla vigilia di scoperte ancora più importanti sulla fusione. Il rapporto sui vapori di litio, annunciato di recente, rappresenta un passo fondamentale.

“Per anni abbiamo pensato di aver bisogno di una scatola completa su quattro lati, ma ora sappiamo che possiamo realizzare qualcosa di molto più semplice”, ha detto Emdee a proposito dell’alloggiamento del litio. “Ora la chiamiamo grotta”.

A Princeton è presente un Tokamak toriodale di grande dimensioni che è utilizzato per lo studio delle condizioni della fusione nucleare.