Fusione nucleare: soluzione al problema energetico? – Mercoledì della ricerca, nono appuntamento

Mercoledì della ricerca, nono appuntamento
18 Marzo 2015,  aula Ve (DII) Padova

Relatore: Prof.  Paolo Bettini

Locandina Bettini

► Argomenti trattati
Nel primo Mercoledì della ricerca del semestre il professor Paolo Bettini ha esposto la complessa tematica della fusione termonucleare controllata e del laborioso viaggio verso il suo sfruttamento.
Dopo una breve introduzione sul principio di funzionamento è stata analizzata la prima grande problematica che separa la teoria fisica dalla concreta realizzazione: il confinamento del plasma.
Esistono due modi possibili per farlo:

  • confinamento magnetico: basato sullo sfruttamento dell’interazione fra il campo magnetico e le particelle cariche, che sono costrette ad un moto elicoidale intorno alle linee d’induzione magnetica.
  • confinamento inerziale: consiste in un bombardamento laser di un piccolo volume contenente deuterio e trizio, i quali si scaldano e giungono a fusione non riuscendo ad espandersi per merito dell’azione dei raggi laser.

Affinché avvenga la fusione la forza di repulsione coulombiana fra le particelle cariche deve essere vinta dall’energia cinetica, e quindi temperatura, delle stesse; è quindi necessario scaldare considerevolmente il plasma. Per fare ciò si ricorre al riscaldamento ohmico, all’iniezione di fasci di particelle neutre o alle onde elettromagnetiche ad alta frequenza.
Per governare al meglio il plasma è necessario utilizzare anche dei sistemi di controllo in retroazione (feedback) che permettono di effettuare delle misure, valutare e correggere la configurazione dell’induzione magnetica in ogni istante.
Infine il professore ha elencato i diversi progetti in corso volti a realizzare un reattore a fusione:

  • JET (Joint European Torus): nata negli anni ’70 nel regno unito, è rimasta la macchina più performante finora in Europa.
  • Wendelstein 7-X: reattore tedesco che ha la particolarità di creare un campo magnetico che si adatti all’andamento del plasma e non viceversa.
  • JT-60SA: progetto nato dalla collaborazione di UE e Giappone.
  • ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor): uno dei più grandi progetti internazionali il cui scopo è produrre e mantenere una fusione stabile per 60 minuti e che dovrebbe diventare operativo nel 2021 in Francia.

► Visita RFX – 23 marzo 2015
A completamento dell’incontro 50 studenti hanno avuto l’opportunità di visitare RFX, ossia l’esperimento sul confinamento del plasma che si tiene a Padova.
La caratteristica dell’esperimento è quella di sfruttare una configurazione del campo magnetico a Reversed Field Pinch e non di Tokamak come avviene invece in JET.
Durante la visita sono stati mostrati e descritti tutti i componenti che concorrono all’esperimento: la sala controlli, le alimentazioni, la macchina e il futuro iniettore di neutri NBFT, attualmente in costruzione, il cui scopo sarà quello di scaldare il plasma di ITER.

►Link utili
Slides del Prof. Bettini qui.
Sito web del Consorzio RFX