Nuovo record per il “Sole artificiale” coreano che grazie a nuovi componenti in grado di resistere meglio a temperature roventi, ha sostenuto una palla vorticosa di plasma a 100 milioni di gradi per quasi 50 secondi. Si tratta di un passo in avanti di quasi 20 secondi rispetto al reattore coreano Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR). A 100 milioni di gradi Celsius, gli isotopi pesanti dell’idrogeno nel plasma (una nuvola calda di gas ionizzato) sono costretti a fondersi insieme, rilasciando energia in un modo simile a ciò che accade nel nucleo del Sole. Tuttavia, la sfida per la fusione nucleare – che promette energia più pulita e quasi illimitata – è contenere questo circuito contorto di plasma utilizzando campi magnetici. L’ultimo risultato di KSTAR è impressionante perché affronta alcune sfide chiave nel percorso verso l’energia da fusione, sebbene altri reattori a fusione nella stessa classe di tecnologia abbiano spinto oltre i limiti. Testando i nuovi componenti, KSTAR sta aprendo la strada al reattore sperimentale termonucleare internazionale (ITER), che potrebbe diventare il più grande reattore a fusione tokamak del mondo se riuscirà a rientrare nel budget e a superare gli ostacoli tecnici. Il nuovo record di KSTAR – annunciato la settimana scorsa dal Korea Institute of Fusion Energy (KFE) – è il prodotto degli aggiornamenti effettuati nel 2023 al divertore del reattore, un componente che gestisce le temperature più calde all’interno del reattore mentre convoglia via i prodotti di scarto.
Il divertore di KSTAR è ora realizzato in tungsteno, che ha un punto di fusione molto elevato ma non assorbe il combustibile del plasma come una spugna né reagisce con esso come farebbero i precedenti divertori a base di carbonio. L’installazione dei nuovi divertori è stata completata lo scorso anno, contribuendo ad estendere il tempo record di fusione di KSTAR a 48 secondi nel suo ultimo periodo di 3 mesi, rispetto a mezzo minuto nel 2021. “Nonostante si sia trattato del primo esperimento eseguito nell’ambiente dei nuovi divertori al tungsteno, i test approfonditi dell’hardware e la preparazione della campagna ci hanno permesso di ottenere risultati che superano quelli dei precedenti record KSTAR in un breve periodo,” A spiegarlo è Si-Woo Yoon, direttore del Centro di ricerca KSTAR in un comunicato. Tuttavia, le prestazioni del divertore a temperature sette volte superiori a quelle del Sole dovevano essere dimostrate. I ricercatori della KFE si aspettavano che funzionasse in modo molto simile a un divertore a base di carbonio, ma c’era il rischio che il tungsteno potesse frantumarsi o che il nuovo assetto non riuscisse a generare plasma. Non era cambiato solo il materiale del divertore, ma anche la sua forma. “All’inizio della campagna, la temperatura della parete interna del tokamak non è aumentata come previsto“, afferma il fisico della KFE Hyunseok Kim, ma i ricercatori sono stati in grado di adattarsi rapidamente alle nuove condizioni operative per contrastare il plasma con i campi magnetici. Il divertore in tungsteno non è stato l’unico aggiornamento che ha contribuito a migliorare le prestazioni di KSTAR. Il miglioramento ha portato a una seconda pietra miliare: contenere il plasma in uno stato altamente efficiente chiamato ad alto confinamento o “modalità H” per 102 secondi. I tentativi precedenti erano limitati a pochi secondi prima che le prestazioni diminuissero drasticamente. Idealmente, una centrale elettrica a fusione pienamente operativa funzionerebbe a temperature critiche in modalità H per periodi sufficientemente lunghi da generare una fonte di energia sostenibile. Questi risultati rappresentano un passo enorme verso questo obiettivo. Hyeon-seon Han, un fisico del plasma del gruppo di ricerca sugli scenari ad alte prestazioni di KFE, afferma che il team sta attualmente esaminando quest’ultima serie di dati sperimentali, che alimenteranno i preparativi di ITER, assemblando i risultati per la pubblicazione e pianificando la prossima campagna. Han spera che presto si possa superare la soglia dei 50 secondi nel cammino verso l’obiettivo finale del progetto di raggiungere 300 secondi di funzionamento al plasma con temperature superiori a 100 milioni di gradi entro la fine del 2026. Si tratta di sei volte di più del record attuale di KSTAR, e comunque di pochi minuti in meno rispetto al reattore cinese Experimental Advanced Superconducting Superconducting Tokamak (EAST), che a partire dall’aprile dello scorso anno poteva generare e sostenere plasma per quasi sette minuti. di, quindi la loro capacità di generare abbondante energia pulita è ancora lontana diversi decenni.
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