L'energia da fusione ha il potenziale per fornire energia pulita e sicura, priva di emissioni di anidride carbonica. Però, imitare il processo dell'energia solare è un compito difficile da raggiungere. Due giovani fisici del plasma della Chalmers University of Technology hanno sviluppato un modello tecnologico che potrebbe portare a metodi migliori per decelerare gli elettroni in fuga che potrebbero distruggere un futuro reattore senza preavviso.

Ci vogliono alta pressione e temperature di circa 150 milioni di gradi per far fondere gli atomi. Inoltre, gli elettroni in fuga provocano il caos nei reattori a fusione che sono attualmente in fase di sviluppo. Nei reattori tokamak, campi elettrici indesiderati potrebbero compromettere l'intero processo. Gli elettroni con un'energia estremamente elevata possono accelerare improvvisamente a velocità così elevate da distruggere la parete del reattore.

Sono questi elettroni in fuga che gli studenti di dottorato Linnea Hesslow e Ola Embréus hanno identificato e decelerato con successo. Insieme al loro consigliere, Professore Tünde Fülöp presso il Dipartimento di Fisica di Chalmers, hanno effettivamente decelerato gli elettroni in fuga iniettando i cosiddetti ioni pesanti di neon o argon sotto forma di gas o pellet.

Quando gli elettroni si scontrano con l'alta carica nei nuclei degli ioni, incontrano resistenza e perdono velocità. Le numerose collisioni rendono controllabile la velocità e consentono il proseguimento del processo di fusione. Utilizzando descrizioni matematiche e simulazioni al plasma, è possibile prevedere l'energia degli elettroni e come cambia in condizioni diverse.

"Quando possiamo decelerare efficacemente gli elettroni in fuga, siamo un passo più vicini a un reattore a fusione funzionante. Considerando che ci sono così poche opzioni per risolvere il crescente fabbisogno energetico mondiale in modo sostenibile, l'energia di fusione è incredibilmente eccitante, poiché trae il suo combustibile dalla normale acqua di mare, "dice Linnea Hesslow.

Lei e i suoi colleghi hanno recentemente pubblicato il loro articolo sulla rinomata rivista Lettere di revisione fisica . "L'interesse per questo lavoro è enorme. La conoscenza è necessaria per futuri esperimenti su larga scala e fornisce speranza per risolvere problemi difficili. Ci aspettiamo che il lavoro abbia un grande impatto in futuro, " afferma il professor Tünde Fülöp.

Nonostante i grandi progressi compiuti nella ricerca sull'energia da fusione negli ultimi cinquant'anni, non esiste ancora una centrale elettrica commerciale a fusione. Proprio adesso, tutti gli occhi sono puntati sulla collaborazione di ricerca internazionale relativa al reattore ITER nel sud della Francia.

"Molti credono che funzionerà, ma è più facile viaggiare su Marte che raggiungere la fusione. Si potrebbe dire che stiamo cercando di raccogliere stelle qui sulla Terra, e questo può richiedere tempo. Ci vogliono temperature incredibilmente alte, più caldo del centro del sole, per noi di raggiungere con successo la fusione qui sulla terra. Ecco perché spero che alla ricerca vengano date le risorse necessarie per risolvere il problema energetico in tempo, "dice Linnea Hesslow.

Fatti:Energia di fusione ed elettroni in fuga

L'energia di fusione si verifica quando i nuclei atomici leggeri vengono combinati utilizzando alta pressione e temperature estremamente elevate di circa 150 milioni di gradi Celsius. L'energia viene creata allo stesso modo del sole. L'energia da fusione è un'alternativa molto più sicura all'energia nucleare, che si basa sulla scissione (fissione) di atomi pesanti. Se qualcosa va storto in un reattore a fusione, l'intero processo si ferma e si raffredda. A differenza di un incidente nucleare, non vi è alcun rischio che l'ambiente circostante venga danneggiato. Il combustibile in un reattore a fusione non pesa più di un francobollo, e le materie prime provengono dalla normale acqua di mare.