Dal Mit reazioni di fusione nucleare da record / From the MIT record nuclear fusion reactions

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

(Credits: PSFC/Mit)

Ricercatori del Massachusetts Insitute of Technology hanno ottenuto reazioni di fusione nucleare con valori da record attraverso il reattore sperimentale Alcator C-Mod.

Scienziati e ingegneri del Massachusetts Insitute of Technology (Mit) al Plasma Science and Fusion Center hanno compiuto un passo in avanti nella produzione di energia pulita con la fusione nucleare. Il team di ricercatori ha infatti raggiunto un nuovo record per quanto riguarda la pressione del plasma nel reattore sperimentale di tipo tokamak chiamato Alcator C-Mod. La pressione del plasma è un fattore chiave nella produzione di energia tramite fusione nucleare, e la ricerca del Mit ha ottenuto oltre due atmosfere di pressione per la prima volta.

“Questo è un traguardo che evidenzia le alte probabilità di successo del programma Alcator C-Mod al Mit”, ha sostenuto Dale Meade del Princeton Plasma Physics Laboratory, che però non ha preso parte all’esperimento.

“Il risultato appena raggiunto è la conferma che l’alta pressione richiesta per bruciare il plasma può essere meglio ottenuta con reattori tokamak ad alto campo magnetico come l’Alcator C-Mod”, ha spiegato invece Riccardo Betti, docente di ingegneria meccanica, fisica e astronomia alla University of Rochester.

La fusione nucleare è un processo dal quale poter ottenere in futuro una fonte approssimativamente illimitata di energia pulita e sicura. È in pratica lo stesso processo che avviene all’interno del Sole e può essere riprodotto in reattori che simulano appunto il plasma di una stella, fatto di gas che bruciano a temperature elevatissime. Precisamente, il plasma è un gas ionizzato, cioè composto di particelle cariche, che interagiscono con un campo elettromagnetico.

I reattori nucleari tokamak – ma anche quelli di tipo stellarator – funzionano grazie al confinamento del plasma:  per innescare una reazione di fusione nucleare è necessario confinare il plasma in un campo magnetico e poi riscaldarlo ad altissime temperature.

Da oltre cinquant’anni è noto agli scienziati che per rendere possibile la fusione nucleare sulla Terra il plasma deve scaldarsi a più di 50 milioni di gradi, deve essere stabile sotto una pressione elevata ed essere confinato in un determinato volume. Una fusione efficacerichiede anche che il prodotto dei tre fattori – la densità delle particelle di plasma, il tempo di confinamento e la sua temperatura – raggiunga un certo valore. Oltre questo valore, chiamato prodotto triplo, l’energia rilasciata dal reattore supera l’energia richiesta per farlo funzionare. La pressione, che deriva da densità e temperatura, rappresenta circa i due terzi della sfida. Ma il punto più importante è che la quantità di energia prodotta aumenta con l’aumentare della pressione: raddoppiando la pressione, quadruplica l’energia in uscita.

Durante i 23 anni di lavoro dell’Alcator C-Mod, il reattore ha superato più volte il record di pressione del plasma confinato in un campo magnetico. Il precedente record risale al 2005, quando ha raggiunto la pressione di 1,77 atmosfere. Adesso il nuovo record si attesta a 2,05 atmosfere con un incremento del 15% e una temperatura di oltre 35 milioni di gradi centigradi, due volte la temperatura del nucleo del sole.

Altri esperimenti di fusione condotti con reattori simili all’Alcatorhanno raggiunto le stesse temperature, ma con pressioni vicine a un’atmosfera. I risultati del Mit superano quindi del 70%  la pressione del plasma rispetto a tutti gli altri reattori.

ENGLISH

Researchers from the Massachusetts Institute of Technology obtained nuclear fusion reactions with record values ​​through the Alcator C-Mod experimental reactor.

Scientists and engineers from the Massachusetts Institute of Technology (MIT) at the Plasma Science and Fusion Center took a step forward in the production of clean energy with nuclear fusion. The team of researchers has in fact reached a new record regarding plasma pressure in the experimental tokamak reactor called Alcator C-Mod. Plasma pressure is a key factor in energy production through nuclear fusion, and MIT research has achieved over two pressure atmospheres for the first time.

"This is a milestone that highlights the high probability of success of the Alcator C-Mod program at MIT," said Dale Meade of the Princeton Plasma Physics Laboratory, but did not take part in the experiment.

"The result just achieved is the confirmation that the high pressure required to burn the plasma can be better achieved with high magnetic field tokamak reactors such as the Alcator C-Mod", explained Riccardo Betti, professor of mechanical engineering, physics and astronomy at the University of Rochester.

Nuclear fusion is a process from which to obtain in the future a nearly unlimited source of clean and safe energy. It is in practice the same process that occurs inside the Sun and can be reproduced in reactors that simulate the plasma of a star, made of gas that burn at very high temperatures. Precisely, the plasma is an ionized gas, that is composed of charged particles, which interact with an electromagnetic field.

The tokamak nuclear reactors - but also those of the stellarator type - work thanks to the confinement of the plasma: to trigger a nuclear fusion reaction it is necessary to confine the plasma in a magnetic field and then to heat it at very high temperatures.

For over fifty years, scientists have known that to make nuclear fusion possible on Earth, plasma must be heated to more than 50 million degrees, must be stable under high pressure and be confined to a given volume. A fusion also ensures that the product of the three factors - the density of the plasma particles, the confinement time and its temperature - reaches a certain value. Beyond this value, called a triple product, the energy released by the reactor exceeds the energy required to make it work. Pressure, which derives from density and temperature, represents about two-thirds of the challenge. But the most important point is that the amount of energy produced increases with increasing pressure: doubling the pressure, quadrupling the output energy.

During the 23 years of work of the Alcator C-Mod, the reactor has more than once exceeded the record of plasma pressure confined in a magnetic field. The previous record dates back to 2005, when it reached the pressure of 1.77 atmospheres. Now the new record stands at 2.05 atmospheres with an increase of 15% and a temperature of over 35 million degrees Celsius, twice the temperature of the sun's core.

Other fusion experiments conducted with reactors similar to the Alcator have reached the same temperatures, but with pressures close to an atmosphere. Therefore, the MIT results outweigh the plasma pressure by 70% compared to all the other reactors.

Da:

https://www.galileonet.it/2016/10/mit-reazioni-fusione-nucleari-record/