Arriva una svolta nella fusione nucleare / There is a turning point in nuclear fusion

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Un nuovo esperimento del Mit con l’elio-3 ha prodotto risultati promettenti per il futuro della fusione nucleare, tra cui un aumento di dieci volte dell’energia prodotta.

Un altro importante passo in avanti per la fusione nucleare. A compierlo sono stati ancora una volta i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (Mit), che sono riusciti a sviluppare un nuovo tipo di combustibile di fusione nucleare che produce dieci volte la quantità di energia finora raggiunta. Gli esperimenti sono state condotti nel tokamak (parola di origine russa che sta per camera toroidale) di Alcator C-Mod del Mit, un reattore di contenimento magnetico del plasma che a ottobre scorso ha stabilito il record di pressione sul plasma più alta (oltre le 2 atmosfere) mai raggiunto in un esperimento di fusione nucleare.

Più precisamente, il gruppo di ricercatori ha raccontato sulle pagine di Nature Physics che un unico tipo di combustibile nucleare di fusione aumenterebbe notevolmente le energie degli ioni all’interno del plasma. Secondo gli esperimenti di fusione condotti nel reattore di confinamento magnetico, la chiave per aumentare l’efficienza del combustibile nucleare è stata quella di aggiungere una quantità (circa l’1%) di elio-3, un isotopo stabile dell’elio, appunto, che ha solo un neutrone piuttosto che due.

Finora, il combustibile nucleare utilizzato nel Alcator C-Mod conteneva solo due tipi di ioni, deuterio e idrogeno: il primo, un isotopo stabile dell’idrogeno con un neutrone nel suo nucleo (rispetto all’idrogeno comune che non ha neutroni) rappresenta circa il 95% del combustibile.

In altre parole, i ricercatori del Mit hanno utilizzato un processo chiamato riscaldamento a radiofrequenza per accendere il combustibile nucleare.

Le antenne del tokamak utilizzano una frequenza specifica di onde radio per eccitare il carburante. Queste onde sono calibrate per bersagliare solo il materiale meno abbondante (finora, quindi, l’idrogeno). Concentrandosi sul riscaldamento a radiofrequenza degli ioni dell’elio-3, i ricercatori sono riusciti a generare ioni che raggiungono energie estremamente elevate e finora mai raggiunte.

I dati di Alcator C-Mod del Mit hanno così spinto i ricercatori del Joint European Torus (Jet), il più grande reattore a fusione nucleare finora costruito, a condurre esperimenti con lo stesso tipo di combustibile di fusione. E ora, non solo i ricercatori britannici hanno raggiunto gli stessi risultati, ma i due esperimenti di fusione sono stati in grado di misurare diverse proprietà delle reazioni incredibilmente complesse che si verificano nel plasma surriscaldato. Inoltre, precisano i ricercatori, i risultati di questi esperimenti potrebbero aiutare anche gli astronomi a comprendere meglio le esplosioni di elio-3 del Sole, un reattore a fusione nucleare perfettamente funzionante che da qualche miliardo di anni emette energia che tiene in vita il nostro pianeta.

ENGLISH

A new Mit's experiment with helium-3 has yielded promising results for the future of nuclear fusion, including a ten-fold increase in energy produced.

Another important step forward for nuclear fusion. The Massachusetts Institute of Technology (Mit) researchers have once again been able to develop a new type of nuclear fusion fuel that produces ten times the amount of energy that has been reached so far. The experiments were conducted in the Alcator C-Mod tokamak of the Mit, a magnet magnetic reactive reactor, which in October established the highest plasma pressure record (beyond the 2 atmospheres) never reached in a nuclear fusion experiment.

More specifically, the team of researchers reported on the pages of Nature Physics that a single type of nuclear fusion fuel would greatly increase the ion energy within the plasma. According to fusion experiments conducted in the magnetic confinement reactor, the key to increasing the efficiency of nuclear fuel was to add an amount (about 1%) of helium-3, a stable helium isotope, Which has only one neutron rather than two.

So far, the nuclear fuel used in the Alcator C-Mod contained only two types of ions, deuterium and hydrogen: the first, a stable hydrogen isotope with a neutron in its nucleus (compared to common hydrogen that has no neutrons) represents about 95% of the fuel.

In other words, Mit researchers have used a process called radio-frequency heating to ignite the nuclear fuel.

Tokamak antennas use a specific frequency of radio waves to fuel the fuel. These waves are calibrated to target only the least abundant material (so far, hydrogen). Focusing on helium-3 helium radiofrequency, the researchers have been able to generate ions that reach extremely high energies and hitherto never reached.

The Mitator's Alcator C-Mod data has thus driven the researchers of the Joint European Torus (Jet), the largest nuclear-fused reactor so far, to conduct experiments with the same type of casting fuel. And now, not only British researchers have achieved the same results, but the two melt experiments have been able to measure different properties of incredibly complex reactions occurring in overheated plasma. In addition, the researchers say, the results of these experiments could also help astronomers better understand the blast of helium-3 of the Sun, a perfectly functioning nuclear fusion reactor that for a few billion years emits energy that keeps our planet alive.

Da:

https://www.wired.it/scienza/energia/2017/08/30/mit-svolta-fusione-nucleare/