L'anno scorso ha visto la messa in servizio e il funzionamento iniziale di un nuovo esperimento al plasma su larga scala, il Wendelstein 7-X (W7-X) a Greifswald, Germania. Progettato, costruito, e gestito dal Max-Planck Institute for Plasma Physics (IPP) con un team internazionale di collaboratori, il dispositivo è impressionante. Ma, la comunità mondiale della ricerca sulla fusione, che mira a sviluppare una fonte di energia abbondante e rispettosa dell'ambiente, sta trovando i risultati iniziali del plasma di W7-X ancora più impressionanti.

Il lavoro su W7-X è iniziato presso l'IPP negli anni '80 con anni di ottimizzazione del design che hanno avanzato la comprensione del confinamento magnetico. La costruzione dell'esperimento è iniziata nel 2005. Utilizza 70 grandi magneti superconduttori, raffreddato criogenicamente per evitare resistenze elettriche, per generare un volume di 30 metri cubi che contenga e isoli le particelle di plasma.

Alle alte temperature necessarie per la fusione, il gas è ionizzato, il che significa che gli atomi elettricamente neutri si dissociano in elettroni e nuclei carichi, un plasma. Queste particelle caricate elettricamente possono essere guidate da un campo magnetico di forza sufficiente, da qui l'uso dei magneti.

Tra gli esperimenti di confinamento al plasma, il campo magnetico in W7-X è speciale. La configurazione ha un tocco unico, modellato dalle bobine superconduttrici, che ottimizza il confinamento del plasma sulle scale delle singole particelle e macroscopiche (Figura 1). Come sistema "stellarator", evita anche la corrente elettrica di rete che scorre attraverso il plasma dei sistemi tokamak, che sono più semplici da progettare e costruire ma soggetti a eventi dinamici che rilasciano plasma. Il design speciale delle bobine W7-X, insieme ad una forza magnetica che può avvicinarsi a 100, 000 volte quello del campo magnetico terrestre sulla sua superficie, e il suddetto volume, mette W7-X in una classe da solo.

In riconoscimento dell'importanza della ricerca W7-X, l'American Physical Society Division of Plasma Physics ha invitato il Dr. Thomas Sunn Pedersen, Direttore di Stellarator Edge e Divertor Physics presso IPP, per dare una presentazione plenaria al suo 58° incontro annuale a San Jose, 31 ottobre-nov. 4. Riassumerà i risultati iniziali e trasmetterà l'entusiasmo di avere il cancelliere tedesco Angela Merkel avviare il primo esperimento al plasma completamente operativo all'inizio di quest'anno.

La comunità di ricerca sulla fusione ha grandi aspettative per W7-X durante le operazioni future. La sua intensità massima del campo magnetico è leggermente inferiore a quella del Large Helical Device (LHD) superconduttore del National Institute for Fusion Science in Giappone, ma quest'ultimo non beneficia della strategia di ottimizzazione W7-X. L'esperimento elicoidale simmetrico (HSX) presso l'Università del Wisconsin-Madison utilizza un'ottimizzazione simile a quella di W7-X, ma le sue piccole dimensioni precludono il 20 rilevante per la fusione, 000, Temperature degli ioni di 000 gradi Kelvin già ottenute in W7-X.