Un team di fisici provenienti da diverse istituzioni negli Stati Uniti, in collaborazione con un collega cinese, presso il DIII-D National Fusion Facility, a San Diego, in California, ha ideato un modo per superare due ostacoli chiave che ostacolano l'utilizzo della fusione come metodo fonte di alimentazione generale.
Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nature , il gruppo descrive come hanno ideato un modo per aumentare la densità del plasma nel loro reattore mantenendolo stabile.
Scienziati in vari siti in tutto il mondo hanno lavorato per diversi anni per capire come utilizzare le reazioni di fusione per creare elettricità per uso generale, liberando così il mondo dall’uso di centrali elettriche alimentate a carbone e gas che emettono gas serra nell’atmosfera. Ma è stata una strada lunga e difficile.
Solo negli ultimi due anni i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che una reazione di fusione può autosostenersi e che è possibile produrre più energia di quanta ne venga immessa in un tale sistema.
I prossimi due ostacoli da superare sono aumentare la densità del plasma nel reattore e poi contenerlo per lunghi periodi di tempo, abbastanza a lungo da poter essere utile per la produzione di elettricità. In questo nuovo studio, il gruppo di ricerca ha ideato un modo per fare entrambe le cose in una camera tokamak.
Per contenere il plasma man mano che la sua densità aumentava, il team ha utilizzato magneti aggiuntivi e esplosioni di deuterio dove necessario. Hanno inoltre consentito densità più elevate al centro rispetto ai bordi, contribuendo a garantire che il plasma non potesse fuoriuscire. L'hanno tenuto in quello stato per 2,2 secondi, abbastanza a lungo per dimostrare che era possibile farlo.
Hanno anche scoperto che durante quel breve lasso di tempo, la densità media nel reattore era del 20% superiore al limite di Greenwald, una barriera teorica che secondo le previsioni avrebbe segnato il punto in cui l’aggiunta di pressione sarebbe sfuggita al campo magnetico che teneva in posizione il plasma.
Hanno anche scoperto che la stabilità del plasma era H98y2 superiore a 1, il che significa che l'esperimento ha avuto successo.
Il gruppo di ricerca riconosce che il loro esperimento è stato condotto in un reattore molto piccolo, con un diametro di appena 1,6 metri. Affinché un simile risultato possa essere considerato pienamente riuscito, dovrà essere realizzato in un reattore molto più grande, come quello attualmente in costruzione in Francia, che avrà un diametro di 6,2 metri.
Ulteriori informazioni: S. Ding et al, Un regime di plasma tokamak ad alta densità e alto confinamento per l'energia da fusione, Natura (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07313-3
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