Superato il limite del plasma per la fusione nucleare: un passo avanti verso l’energia pulita senza limiti

I ricercatori della fusione nucleare hanno superato il “limite teorico di Greenwald” per la densità del plasma e hanno fatto passi avanti per garantire che i reattori non si distruggano, avvicinando di un altro passo l’obiettivo di un’energia pulita senza limiti. I ricercatori dell’azienda statunitense di energia e difesa General Atomics hanno affermato, in un articolo pubblicato su Nature, di aver superato questo limite in un piccolo reattore tokamak.

Il limite teorico di Greenwald era stato stabilito negli anni ottanta durante gli esperimenti di fusione e risultava essere un limite empirico di densità del plasma d’idrogeno oltre la quale lo stesso diventava instabile. Ora questo limite sembra essere alle spalle e quindi la fusione nucleare, che si basa appunto sulla densità del plasma, sembra essere più vicina.

L’esperimento della General Atomics

Un Tokamak è un contenitore del plasma, a forma di ciambella, in cui l’idrogeno , in questo peculiare stato viene compresso e surriscaldato.  Il livello di compressione massima teorica era il cosiddetto  “Limite di Greenwald”

Per essere economicamente redditizi, i ricercatori hanno detto che la maggior parte dei progetti di tokamak richiede il raggiungimento di una densità di plasma superiore al limite di Greenwald, ottenendo al contempo un confinamento migliore rispetto alla tipica modalità ad alto confinamento.

I precedenti tentativi di superare il limite di Greenwald hanno causato una “forte diminuzione della qualità del confinamento o addirittura una perdita improvvisa e completa dell’energia del plasma”.

Ora, i ricercatori, che lavorano presso una struttura di San Diego gestita da General Atomics per il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, affermano di essere riusciti a generare un plasma stabile più denso del 20% circa rispetto al limite di Greenwald, con una qualità di confinamento dell’energia migliore del 50% circa rispetto alla modalità standard ad alto confinamento.

“Il raggiungimento di questo regime finora inesplorato”, dicono i ricercatori, può aiutare a sostenere “i requisiti critici in molti progetti di reattori a fusione in tutto il mondo e apre una strada potenziale verso un punto operativo per la produzione di energia da fusione economicamente interessante”.

Uno dei ricercatori di General Atomics, Siye Ding, ha detto a Recharge che il suo team ha contribuito a mostrare la “sinergia unica tra alta densità e alto confinamento, e le condizioni necessarie per ottenere questa sinergia”.

Gli esperimenti hanno anche fornito “potenziali soluzioni” alla sfida che i reattori tokamak devono affrontare nel mantenere “il bordo del plasma di fusione abbastanza freddo da non danneggiare la parete del tokamak, pur mantenendo il nucleo del plasma abbastanza caldo per produrre una potenza di fusione sufficiente in un reattore”, ha detto.

I risultati, ha detto, forniscono quindi prove sperimentali e una comprensione della fisica coinvolta che sono “essenziali” per realizzare i progetti più compatti di centrali a fusione. Questo permetterà di costruire tokamak in grado di raggiungere maggiori densità e temperature e di avvicinarsi alla fusione nucleare commerciale.