Torna al lavoro la più grande macchina al mondo per la fusione
Solitamente settembre è il mese in cui le cose ricominciano a muoversi e così accade anche nel mondo della ricerca energetica sulla fusione. Gli scienziati europei che lavorano al JET (Joint European Torus), la più grande macchina al mondo per il confinamento magnetico della fusione, stanno per iniziare la prima serie di esperimenti dopo un periodo di 22 mesi in cui la macchina è stata inattiva per essere potenziata e installata. I ricercatori del JET stanno esaminando il potenziale dell'energia generata dalla fusione come fonte energetica sicura, pulita e virtualmente illimitata per le generazioni future. La ricerca è coordinata nell'ambito dell'Accordo europeo per lo sviluppo della fusione (EFDA), sottoscritto da tutti e 27 gli Stati membri e anche dalla Svizzera. Il progetto JET fa parte delle fasi preliminari che porteranno alla preparazione del funzionamento del Reattore sperimentale termonucleare internazionale (ITER). ITER, in parte finanziato della Commissione europea come parte del tema "Ricerca sull'energia da fusione" del Settimo programma quadro (7° PQ) nell'ambito del Trattato della Comunità europea dell'energia atomica (Euratom), è un progetto internazionale di ricerca e industriale che sta attualmente costruendo a Cadarache, in Francia, il reattore sperimentale di fusione nucleare tokamak più grande e più avanzato al mondo. Il progetto ITER intende compiere la transizione dallo studio della fisica del plasma alla costruzione in scala reale di centrali energetiche a fusione per la produzione di elettricità. L'energia da fusione è il tentativo di imitare il processo di rilascio energetico che avviene quando nuclei atomici leggeri si fondono assieme per formare atomi più pesanti. Questo processo avviene nelle stelle; gli scienziati sperano che esso possa essere riprodotto in centrali energetiche a fusione sulla Terra. In un reattore a fusione, nuclei di isotopo di idrogeno, deuterio e trizio si fondono ad alte temperature e producono elio e neutroni ad alta energia. Per generare elettricità una centrale energetica commerciale utilizzerebbe il calore generato dai neutroni quando vengono rallentati dal materiale più denso. Inoltre, le reazioni di fusione avvengono quando le temperature superano i 100 milioni di gradi. Gli scienziati affermano che il processo energetico di fusione non produce gas serra o scorie radioattive di lunga durata. JET, che si trova al Culham Centre for Fusion Energy nel Regno Unito, è la sola macchina capace di funzionare con la miscela di combustibile deuterio-trizio che sarà usata in ITER e nelle centrali energetiche a fusione commerciali. Durante la prolungata assenza di JET dagli esperimenti, la macchina è stata equipaggiata con una parete come quella di ITER completamente nuova, ed essa sarà la prima macchina a fusione a testare materiali che saranno usati come componenti di ITER. Gli scienziati hanno rimosso e sostituito circa 86.000 componenti, generalmente utilizzando la tecnologia della manipolazione a distanza. L'interno dello strumento è ora composta da piastrelle di berillio e tungsteno. Il berillio è utilizzato nella parete principale, mentre il tungsteno, con il suo elevato punto di fusione, è utilizzato per la condotta di scarico chiamata "diverter" che deve sopportare un flusso ad alta temperatura. Lorne Horton, a capo del dipartimento JET dell'EFDA, ha commentato: "I prossimi esperimenti avranno lo scopo di verificare che i materiali della parete scelti per ITER rispondano come previsto." Francesco Romanelli, direttore dell'EFDA, ha così commentato il lavoro di aggiornamento del JET: "A parte la costruzione della macchina stessa, questo è probabilmente il più grande sforzo che sia stato fatto per il JET. Grazie alle competenze e al contributo di molti laboratori che lavorano sulla fusione, il team di JET è riuscito a costruire un piccolo ITER. Noi abbiamo avuto un inizio molto postivo con plasma ad alta purezza creati senza difficoltà in condizioni utili per ITER, un segno promettente per l'uso di questi materiali per le pareti di ITER." Un altro miglioramento apportato durante questa autentica revisione del processo di fusione è un aumento del 50 % del potere di riscaldamento. Con questo ulteriore potere il JET raggiungerà temperature del plasma più elevate e si avvicinerà alle condizioni di ITER. Nuovi sistemi diagnostici e di controllo, sviluppati dai laboratori associati all'EFDA, permetteranno uno studio più approfondito delle sfide scientifiche che ITER dovrà affrontare. Maximos Tsalas, uno scienziato che ha precedentemente lavorato al progetto JET, si trovava nella stanza di controllo il 24 agosto quando gli scienziati si sono riuniti per assistere alla solenne inaugurazione del JET dopo il suo aggiornamento e per vedere se avrebbe prodotto il suo primo plasma dopo l'installazione della nuova parete uguale a quella di ITER. "Io ho lasciato il JET oltre un anno fa. Al mio ritorno, gli sviluppi che vedo sono incredibili. JET è diventata una macchina completamente nuova. Mi sento estremamente onorato di prendere parte alla prima serie di esperimenti. La prossima campagna sarà molto difficile, e noi tutti siamo desiderosi di vedere come i nuovi sistemi funzionano e di imparare a lavorare con la nuova parete. JET verrà progressivamente portato a piena potenza per permettere un adeguato studio dei materiali ITER in condizioni che si avvicinano a quelle di ITER," ha commentato. Incredibilmente, e con grande sorpresa degli scienziati, il primo plasma con la nuova parete uguale a quella di ITER è durato 15 secondi. Peter Lomas, direttore delle operazioni sul plasma, ha commentato: "Noi abbiamo ottenuto plasma senza impurità e lo abbiamo ottenuto al primo tentativo. Noi eravamo preparati a lottare, ma abbiamo fatto semplicemente ciò che facciamo normalmente con la vecchia parete di carbonio. Ed è stata questa la sorpresa." Guy Matthews, leader del progetto ITER-Like Wall, ha detto: "La nostra prima impressione dalla spettroscopia era che il plasma fosse molto pulito. Abbiamo ottenuto un risultato davvero significativo, considerando il grande volume di nuove componenti."Per maggiori informazioni, visitare: JET: http://www.jet.efda.org/
Paesi
Francia, Regno Unito