Riscaldamento efficiente e localizzato:
Le microonde sono una forma di radiazione elettromagnetica con lunghezze d’onda significativamente più corte rispetto alle onde RF. Ciò consente un riscaldamento più localizzato del plasma. Le microonde a lunghezza d’onda più corta possono penetrare nelle regioni del plasma più dense e depositare direttamente la loro energia in punti specifici, con conseguente riscaldamento più efficiente.
Onde di Bernstein dell'elettrone (EBW):
Il riscaldamento a microonde consente l'eccitazione di specifiche onde di plasma chiamate onde Bernstein di elettroni (EBW). Gli EBW sono un tipo di onda elettrostatica che trasferisce in modo efficiente l'energia agli elettroni riducendo al minimo il riscaldamento ionico indesiderato. Questo riscaldamento selettivo degli elettroni può aumentare la temperatura del plasma e raggiungere livelli più elevati di reazioni di fusione.
Azionamento a corrente non induttiva:
Oltre al riscaldamento del plasma, le microonde possono condurre correnti elettriche all’interno del plasma senza la necessità di campi magnetici esterni. Questa corrente non induttiva è essenziale per sostenere la reazione di fusione e controllare le instabilità del plasma. Il riscaldamento a microonde può generare correnti localizzate, fornendo un migliore controllo sui profili e sulla stabilità del plasma.
Controllo della densità e modifica del profilo:
La capacità di riscaldare selettivamente diverse regioni del plasma utilizzando le microonde offre il potenziale per controllare la densità del plasma e modificarne i profili. Adattando la deposizione di potenza delle microonde, diventa possibile influenzare la distribuzione radiale della densità del plasma, che può migliorare il confinamento e le prestazioni complessive di fusione.
Riscaldamento complementare al riscaldamento RF:
La combinazione del riscaldamento a microonde con le tecniche di riscaldamento a RF esistenti crea un effetto sinergico. La sinergia del riscaldamento multifrequenza migliora l'efficienza complessiva del riscaldamento del plasma e può mitigare alcune instabilità del plasma. Inoltre, le microonde possono integrare il riscaldamento a radiofrequenza accedendo a diverse regioni del plasma e soddisfacendo specifici requisiti di riscaldamento.
Sebbene sia il riscaldamento a radiofrequenza che quello a microonde abbiano i loro meriti unici, il riscaldamento a microonde ha attirato l’attenzione grazie alle sue capacità di riscaldamento localizzato, all’eccitazione di onde di plasma efficienti, al potenziale di azionamento di corrente non induttiva e alla capacità di controllare i profili del plasma. Sfruttando questi vantaggi, il riscaldamento a microonde contribuisce a far avanzare la ricerca sulla fusione e ci avvicina alla realizzazione di un’energia di fusione compatta, efficiente ed economicamente sostenibile.
