Gli impulsi degli ioni negativi fanno progredire la fusione nucleare
Lo ione di idrogeno negativo, chiamato anche ione idruro, è il normale atomo di idrogeno con un elettrone extra aggiunto. L'aggiunta di questo elettrone extra comporta un surplus di carica negativa e la creazione dello ione corrispondente. Le fonti di idrogeno negativo basate sulla radiofrequenza (RF) vengono attualmente molto usate in diversi esperimenti fisici altamente sofisticati. Inoltre, gli acceleratori di nuova generazione richiederanno lunghe pulsazioni ed elevate intensità di ioni negativi. Il progetto HP NIS, finanziato dall'Unione Europea, ha accettato con successo il difficile compito di studiare queste fonti di ioni e di produrre le pulsazioni necessarie. Da una fonte di ioni gli ioni negativi vengono estratti e poi accelerati da un acceleratore lineare (LINAC) prima dell'iniezione in anelli a compressione. La presenza dell'elemento cesio altera le proprietà di estrazione degli ioni dalla fonte. Nel progetto HP NIS è stata usata una fonte RF priva di cesio. Il design sperimentale innovativo sviluppato ha prodotto larghezze di impulsi record. L'intensità di corrente ha raggiunto i 54 milliampere. Un'apertura di estrazione con diametro di 6,5 millimetri ha comportato densità di corrente fino a 163 milliampere per centimetro quadrato. Questi elevati valori record non erano mai stati ottenuti prima da nessun gruppo sperimentale internazionale con fonti di idrogeno prive di cesio. La corrente elevata e le densità a corrente elevata non sono gli unici requisiti della fonte di ioni. La durata della pulsazione degli ioni, la lunghezza temporale, è anche molto importante. Il progetto HP NIS ha ottenuto lunghezze di impulso maggiori ed è stata raggiunta una durata record di 3 millisecondi. La combinazione di corrente e lunghezza ha portato a un impulso che è il più lungo e il più elevato mai prodotto da qualsiasi sorgente di volume. I risultati ottenuti faciliteranno la ricerca futura nelle aree della fusione nucleare in cui le fonti di ioni negativi sono estremamente importanti.
