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Il reattore nucleare mira alla fusione autosufficiente
In pochi anni, un reattore sperimentale a fusione nucleare vicino a Mosca potrebbe essere il primo a produrre una reazione di fusione autosufficiente. Se il progetto italo-russo avrà successo, sarebbe una pietra miliare per l'energia da fusione.
Potere di fusione: Parte di una camera al plasma da un precedente prototipo del reattore a fusione pianificato.
Il reattore proposto si basa su un progetto sviluppato da Bruno Coppi , professore di fisica al MIT, e investigatore principale del progetto del reattore con l'Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e l'ambiente. Al MIT sono già stati costruiti tre reattori simili basati sullo stesso progetto. Fisici italiani e russi hanno in programma di incontrarsi il 24 maggio per tracciare una rotta per il nuovo reattore, chiamato accenditore , nel primo incontro di questo tipo da quando i due paesi hanno deciso di unire le forze sul progetto ad aprile.
Ignitor è un reattore tokamak, un dispositivo a forma di ciambella che utilizza potenti campi magnetici per produrre fusione spremendo plasma surriscaldato di isotopi di idrogeno. Quando una corrente elettrica e onde radio ad alta frequenza passano attraverso il plasma, riscaldandolo a temperature estreme, il campo elettromagnetico circostante confina il plasma ad alta pressione. La combinazione di pressione e calore fa fondere insieme i nuclei di idrogeno per formare elio in un processo che rilascia enormi quantità di calore. In un reattore a fusione completamente funzionante, questo calore verrebbe utilizzato per alimentare una turbina che genera elettricità.
Un reattore a fusione tokamak molto più grande e molto più complesso: il Reattore sperimentale termonucleare internazionale (ITER) – è prevista per la costruzione a Saint-Paul-lez-Durance, Francia. ITER, che sarà completato nel 2019 e pronto per i test su vasta scala nel 2026, sarà più vicino a un generatore di fusione funzionante ma non produrrà una reazione di fusione autosufficiente. Ignitor sarà un sesto delle dimensioni di ITER e testerà le condizioni necessarie per produrre una reazione autosufficiente.
Ignitor ci darà una rapida occhiata a come si comporta la combustione del plasma e ciò potrebbe informare su come procediamo con ITER e altri reattori, afferma Roscoe White , un illustre ricercatore presso il Princeton Plasma Physics Laboratory.
Ma Ignitor metterà alla prova solo un aspetto chiave della fusione. Ci darà informazioni importanti, ma non ci darà tutte le informazioni di cui abbiamo bisogno e di certo non sostituisce ITER, Steven Cowley , direttore del Culham Center for Fusion Energy nell'Oxfordshire, nel Regno Unito. È una dimostrazione che è possibile creare l'accensione, ma non è davvero un percorso verso un reattore.
A differenza di ITER, Ignitor non include molti dei componenti che un vero reattore richiederebbe. Ad esempio, una parte mancante cruciale è la coperta del generatore, che contiene litio e si trova all'interno delle bobine magnetiche del reattore, fornendo una fornitura continua di trizio, uno dei due isotopi fusi nella reazione. Il design di Ignitor è così compatto che non c'è spazio per una coperta di prova all'interno delle sue bobine.
Un'altra limitazione di Ignitor è il fatto che il suo elevato campo elettromagnetico provoca una significativa riduzione della conduttività della maggior parte dei materiali superconduttori. Per aggirare questo problema, Ignitor si basa principalmente su bobine di rame convenzionali per creare il suo campo magnetico. Ma queste bobine possono funzionare solo per brevi raffiche prima che si surriscaldino. Di conseguenza, Ignitor può sostenere l'accensione solo per raffiche di quattro secondi. ITER, che si basa su bobine superconduttrici e attinge anche a un volume di plasma notevolmente maggiore, è progettato per mantenere la sua potenza di picco per 400 secondi.