Il reattore internazionale ITER, costruito nel sud della Francia, si prepara a installare uno strumento fondamentale. Stiamo parlando dello spettrometro ad alta risoluzione HRNS. La macchina sarà collocata dietro una barriera di cemento vicino a un’apertura che permetterà di intercettare i neutroni prodotti nel cuore del plasma. Il compito principale sarà misurare quantità ed energia delle particelle, informazioni indispensabili per valutare l’efficienza della fusione e controllarne i parametri.
Determinare con precisione il rapporto tra trizio e deuterio è essenziale. Questi isotopi di idrogeno sono infatti il combustibile della reazione. Conoscere la loro proporzione consente di ottimizzare la combustione, mantenere la temperatura ionica entro limiti sicuri e garantire stabilità al sistema. Senza un monitoraggio accurato, la gestione futura di un reattore a fusione diventerebbe rischiosa e meno efficace.
ITER e la sfida di controllare il plasma
ITER è un reattore nucleare a fusione che deve affrontare condizioni estreme. Il plasma raggiunge i 150 milioni di gradi Kelvin e viene confinato da intensi campi magnetici. I neutroni, privi di carica elettrica, sfuggono a questo confinamento e colpiscono le pareti del reattore. Nel corso di quel processo rilasciano energia e possono contribuire alla produzione di nuovo trizio. Analizzarli è quindi indispensabile per capire come evolve la reazione e come sfruttarla al meglio.
Per farlo, HRNS è stato progettato come un insieme di quattro sottosistemi indipendenti. Uno utilizza sottili pellicole di polietilene per trasformare neutroni in protoni rilevati da centinaia di sensori al silicio. Un altro si affida a rivelatori a diamante capaci di resistere a forti radiazioni. A completare il dispositivo vi sono due sistemi Time-of-Flight, che calcolano l’energia dei neutroni osservandone i tempi di percorrenza in diverse direzioni. Ogni componente è pensato per funzionare in condizioni di flussi neutronici diversi, fino a centinaia di milioni di particelle al secondo per centimetro quadrato.
Dietro la realizzazione si trova una collaborazione internazionale che unisce istituti polacchi, svedesi e italiani sotto il coordinamento diretto dell’organizzazione ITER. L’obiettivo era sviluppare strumenti capaci di operare in ambienti estremi, resistendo a calore, magnetismo e radiazioni. Con l’entrata in funzione di HRNS, ITER quindi potrà contare su una delle diagnostiche più avanzate al mondo. Ciò rappresenta un passo fondamentale per dimostrare la fattibilità della fusione come energia pulita, sicura e potenzialmente inesauribile.
