1. Confinamento magnetico:
* campo toroidale: Il modo principale in cui il calore è contenuto è attraverso un forte campo magnetico generato da potenti elettromagneti avvolti attorno al toro (camera a forma di ciambella). Questo campo crea una gabbia magnetica che limita il plasma surriscaldato, impedendo che tocchi le pareti del reattore.
* campo poloidale: Ulteriori campi magnetici sono generati dalle correnti all'interno del plasma stesso, creando un campo magnetico elicoidale. Questo campo aiuta a stabilizzare il plasma e impedirlo ulteriormente.
2. Forma del plasma:
* Divistor: Un'area specializzata all'interno della camera di Tokamak chiamata "Divistor" è progettata per catturare e rimuovere impurità e calore dal bordo del plasma. Il Divistor aiuta a controllare il carico di calore sulle pareti del reattore e minimizzare i danni.
3. Vuoto:
* High vuoto: La camera di Tokamak è tenuta sotto un vuoto molto alto. Ciò riduce al minimo il numero di particelle che possono interagire con il plasma e perdere energia, contribuendo a un migliore contenimento del calore.
4. Controllo del plasma:
* Sistemi di controllo attivi: Sistemi di controllo sofisticati regolano il campo magnetico e altri parametri per mantenere il plasma stabile e limitato. Ciò include la regolazione della temperatura, della densità e della forma del plasma.
5. Isolamento termico:
* nave a vuoto e coperta: La camera di tokamak (vaso a vuoto) e la coperta circostante sono progettati con materiali che possono resistere al calore e alle radiazioni intense. Questi componenti forniscono isolamento termico, contribuendo a prevenire la perdita di calore dal plasma.
Sfide:
Nonostante questi progressi, ci sono sfide significative nel contenere calore all'interno di un tokamak:
* Flusso di calore: Le temperature estreme e i flussi di calore sul bordo del plasma possono danneggiare i materiali e portare a interruzioni, un'improvvisa perdita di confinamento.
* Instabilità al plasma: Possono sorgere instabilità del plasma, interrompendo il confinamento magnetico e causando perdita di calore.
* Impurità: Anche piccole quantità di impurità dalle pareti possono raffreddare in modo significativo il plasma, riducendo l'efficienza e rendendo più difficile il contenimento del calore.
Future Research:
La ricerca in corso si concentra sul miglioramento del contenimento del calore attraverso:
* Materiali avanzati: Sviluppare nuovi materiali in grado di resistere a temperature più elevate e flussi di calore.
* Nuove configurazioni del campo magnetico: Esplorare progetti di campo magnetico alternativo che potrebbero migliorare la stabilità e il confinamento.
* Tecniche di controllo del plasma: Rifinazione dei sistemi di controllo per ridurre al minimo le interruzioni e gestire meglio le impurità.
Nel complesso, il contenimento del calore in un reattore Tokamak è un processo complesso e stimolante che richiede ingegneria avanzata e comprensione scientifica. Ricerca e sviluppo continui sono cruciali per migliorare la gestione del calore e consentire un potere di fusione sostenibile.
