Una sottile nuvola di vapore davanti a un metallo liquido può essere la soluzione per proteggere le pareti del reattore delle future centrali elettriche a fusione dai flussi di calore estremi incontrati. In Comunicazioni sulla natura , Il dottorando Stein van Eden e i colleghi del DIFFER e della Ghent University presentano le misurazioni di una nuvola di vapore che cattura e ridistribuisce l'energia dal plasma in arrivo nel reattore. Il lavoro indica che le pareti di metallo liquido sono un concetto promettente per i futuri reattori a fusione come DEMO.
Con i preparativi per il progetto di fusione ITER in corso, alcuni ricercatori stanno guardando oltre, alle prime centrali elettriche a fusione per la produzione di energia elettrica. Questi reattori DEMO imiteranno il processo di fusione tra i nuclei di idrogeno nel cuore delle stelle per produrre energia sicura e praticamente inesauribile. Il materiale della parete per gestire il bombardamento di calore e particelle allo scarico o al deviatore di ITER sarà realizzato in tungsteno, ma anche questo metallo probabilmente non sarà all'altezza delle condizioni più intense nelle centrali elettriche DEMO.
Metallo liquido e schermatura al vapore
Nel loro documento Nature Communications, Stein van Eden e i suoi colleghi hanno esplorato il concetto di una parete di metallo liquido autorigenerante per le centrali elettriche a fusione. Questo liquido, ad esempio stagno o litio, scorre attraverso una rete di tungsteno e si ripara continuamente dai danni causati dal plasma. Particolarmente interessante è la nuvola di vapore che cresce e si restringe che si formerà sopra il liquido, in quanto può assorbire il calore e le particelle in arrivo dal plasma prima che colpiscano la superficie e irradino energia su una superficie molto più ampia rispetto alla zona di impatto originale.
La ricerca di Van Eden mostra che la schermatura al vapore agisce per stabilizzare automaticamente la temperatura superficiale, anche durante le variazioni del plasma in arrivo. Quando la temperatura della superficie inizia a salire, più metallo liquido evaporerà, portando a una nuvola di vapore più densa che assorbe e ridistribuisce l'energia dal plasma. Con tali proprietà autoregolanti e autoguaritrici, le pareti di metallo liquido potrebbero avere un futuro brillante davanti a loro.
