sabato, 30 Maggio, 2020

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Fusione nucleare, innovativo reattore con magneti permanenti

Parliamo spesso di fusione nucleare. Risulta, al momento, una delle tecnologie più promettenti per la produzione di energia elettrica. Nei prossimi decenni, se la ricerca va avanti come sta accadendo, potremmo assistere ad una svolta. E potrebbe succedere prima del previsto.

Fusione nucleare e progetto ITER

Uno dei progetti internazionali più avanzati sul tema fusione nucleare è sicuramente il progetto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Trattasi di un esperimento internazionale, in costruzione nel sud della Francia, a Cadarache. Scopo principale è quello di verificare gli aspetti di fisica e tecnologia alla base di un possibile reattore nucleare a fusione nucleare che dovrebbe entrare in funzione nel 2050.

In Cina, come anche in Italia, la ricerca avanza sempre più spedita. E i primi risultati si iniziano a vedere: dai materiali, alle tecnologie, fino alle reazioni di fusione vere e proprie.

La tecnologia del reattore, ad oggi, prevede l’uso di 18 magneti superconduttori (alcuni dei quali costruiti proprio in Italia) per confinare il plasma all’interno del Tokamak. All’interno di quest’ultimo si raggiungono temperature dell’ordine delle centinaia di milioni di gradi centigradi.

Reattore a magneti permanenti

Tutto è iniziato quando, Michael Zarnstorff, professore al Max Planck Princeton Research Center for Plasma Physics nel New Jersey, stava aiutando suo figlio per una fiera scientifica. Da lì, Zarnstorff ha ideato, insieme al suo team, un concetto più semplice di magneti che serviranno ad isolare il plasma all’interno del reattore.

[bquote by=”P. Helander, M. Drevlak, M. Zarnstorff, and S. C. Cowley” other=”Autori del paper scientifico”]It is shown that the magnetic-field coils of a stellarator can, at least in principle, be substantially simplified by the use of permanent magnets.[/bquote]

Come si legge nella ricerca, sia i cosiddetti stellarator che i tokamak, usati per la fusione nucleare, usano magneti superconduttori per il confinamento del plasma. Nel caso dello stellarator, le bobine per creare il campo magnetico di confinamento, sono complicatissime da costruire e anche molto costose.

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https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.124.095001

I magneti permanenti, inseriti direttamente nel vessel, non possono creare un flusso magnetico toroidale. Tuttavia possono essere usati per variare la forma del plasma attraverso un flusso poloidale. Un esempio può essere dato da uno stellarator in configurazione quasi-asimmetrica. Costruito con solo otto bobine circolari (tutte uguali) e i magneti permanenti su una delle superfici del reattore di contenimento del plasma.

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Lorenzo Rubino
Laureato magistrale a 24 anni in ingegneria energetica al PoliTO. Esperto in efficienza energetica industriale, commerciale, residenziale. Progettista tecnico di impianti rinnovabili e tradizionali. Responsabile di #EnergyCuE da marzo 2015. Appassionato di nuove tecnologie e policy, soprattutto se finalizzate alla sostenibilità della produzione di energia. Mi sento curioso, riflessivo ma anche spontaneo, diretto e pragmatico, da buon ingegnere!