In questo articolo Indice dei contenuti 2 sezioni
Nel campo della fusione nucleare capita che un’idea accantonata per decenni ritrovi spazio quando meno lo si aspetta. È quello che è successo con le onde radio, che già negli anni Ottanta alcuni fisici avevano provato a sfruttare per tenere in movimento la corrente elettrica all’interno dei reattori a fusione. Da quei tentativi nacque una serie di esperimenti piuttosto interessanti, ma i risultati non furono abbastanza solidi da convincere la comunità scientifica. Quarant’anni più tardi quella stessa intuizione è rientrata nei laboratori americani e la differenza, questa volta, sta tutta nell’esito: il metodo ha funzionato.
Non è la prima volta che succede qualcosa del genere. Nella storia della ricerca ci sono diverse tecnologie rimaste per anni nel cassetto e poi riprese in mano con strumenti e conoscenze diverse. Il caso delle onde radio applicate alla fusione rientra perfettamente in questa categoria e merita attenzione proprio perché tocca uno dei nodi più delicati dell’intero settore.
L’esperimento sul tokamak DIII-D di San Diego
Il lavoro è stato portato avanti sul tokamak DIII-D di General Atomics, a San Diego, e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Physical Review Letters. Al centro dello studio c’è un elemento che chi segue la fusione conosce bene, ovvero la corrente elettrica indispensabile per mantenere stabile il plasma all’interno dei reattori a confinamento magnetico. Il plasma è quel gas caldissimo nel quale avvengono le reazioni di fusione. Tenerlo sotto controllo è una delle sfide più complesse in assoluto, e la corrente che lo attraversa svolge un ruolo decisivo per evitare che diventi instabile. Senza questa corrente l’intero sistema perderebbe l’equilibrio necessario a far funzionare la macchina. Ecco perché trovare un modo efficace per generarla e mantenerla nel tempo rappresenta una questione tutt’altro che secondaria per chi lavora a questi impianti.
Lo studio condotto a San Diego si concentra proprio su questo aspetto, riprendendo l’approccio basato sulle onde radio che negli anni Ottanta non aveva dato le risposte sperate. Stavolta invece l’esperimento sul tokamak DIII-D ha mostrato che la strada è percorribile.
Il limite del solenoide e l’obiettivo di un plasma sempre attivo
Per capire il valore di questo risultato bisogna guardare a come funzionano i tokamak tradizionali. In queste macchine la corrente viene prodotta soprattutto grazie a un grande elettromagnete posizionato al centro, chiamato solenoide. Il meccanismo si basa sull’induzione e per molti anni ha rappresentato la soluzione standard.
Il problema è che un sistema di questo tipo non può andare avanti all’infinito. Prima o poi il ciclo deve interrompersi e ripartire da capo, e questo comporta una pausa nel funzionamento del reattore. Per un esperimento di laboratorio la cosa può anche essere gestibile, ma per una futura centrale elettrica a fusione il discorso cambia parecchio. In quel caso sarebbe molto meglio riuscire a mantenere il plasma attivo per periodi lunghissimi, senza le continue interruzioni imposte dal solenoide.
Ed è qui che le onde radio tornano utili. L’idea di usarle per sostenere la corrente all’interno dei reattori a fusione nasce proprio dall’esigenza di superare i limiti dell’induzione tradizionale, offrendo un’alternativa capace di tenere in movimento la corrente senza dover ricorrere esclusivamente all’elettromagnete centrale. Quarant’anni fa questa possibilità era rimasta sulla carta, mentre oggi i test condotti da General Atomics sul tokamak DIII-D e descritti su Physical Review Letters dimostrano che il principio può funzionare davvero.
Fonte: TecnoAndroid