Gli scienziati dell'Università di Huddersfield hanno utilizzato nuove strutture di livello mondiale per condurre esperimenti che potrebbero aiutare lo sviluppo di reattori a fusione nucleare, ampiamente considerato come la soluzione del "Santo Graal" alle future esigenze energetiche.

Simulando il danno causato dai neutroni ad alta energia e dalle particelle alfa prodotte durante il processo di fusione, i ricercatori di Huddersfield hanno scoperto che il tungsteno - una scelta preferita di metallo all'interno del reattore - può diventare fragile, portando al fallimento.

"In questo momento, anche se il tungsteno è un candidato principale, non vediamo come possiamo usarlo come materiale strutturale. Possiamo usarlo come una barriera, ma non per qualcosa di strutturalmente sano, " afferma il dottor Robert Harrison, che è un ricercatore presso l'Università di Huddersfield's Electron Microscopy and Materials Analysis Research Group (EMMA).

La risposta sarà sviluppare una nuova lega che combini il tungsteno - che ha proprietà desiderabili di estrema durezza e temperatura di fusione eccezionalmente elevata - con qualche altro materiale che possa impedire il suo infragilimento da danni da radiazioni e reazioni di trasmutazione nucleare, che avrebbe significative implicazioni di sicurezza per il funzionamento del reattore.

Il Dr. Harrison ei suoi colleghi hanno accesso alle strutture di Microscope and Ion Accelerator for Materials Investigation (MIAMI) dell'Università di Huddersfield. Questi combinano l'irradiazione ionica con la microscopia elettronica a trasmissione. Il MIAMI-2 di recente apertura, sviluppato con un premio di 3,5 milioni di sterline dall'Engineering and Physical Sciences Research Council, dispone di un doppio fascio di ioni ed è una delle strutture leader nel suo genere al mondo.

Utilizzando sia gli ioni di elio che di tungsteno per replicare in sicurezza le particelle alfa create durante una reazione di fusione e il bombardamento di neutroni, i ricercatori di EMMA sono riusciti a replicare i danni causati al tungsteno. I risultati sono descritti in un nuovo articolo sulla rivista Scripta Materialia , scritto dal Dr. Harrison con il Dr. Jonathan Hinks e il Professor Stephen Donnelly.

Si stanno compiendo progressi verso lo sviluppo della fusione nucleare, che fonde gli atomi invece di dividerli come in un reattore a fissione convenzionale. In costruzione in Francia è l'International Experimental Fusion Reactor, che mira ad essere il primo reattore che produce più energia di quanta ne consuma.

Al Culham Center for Fusion Energy nell'Oxfordshire, il Joint European Torus (JET), è il più grande esperimento di fisica del plasma a confinamento magnetico operativo al mondo, destinato ad aprire la strada alla futura energia della rete di fusione nucleare.

I sostenitori della fusione nucleare affermano che ha il potenziale per generare quasi illimitate, energia pulita "troppo economica da misurare". Ricerche come l'indagine sul tungsteno dell'Università di Huddersfield potrebbero contribuire ad avvicinare la svolta.