Corea del Sud, reattore a fusione nucleare a 100 milioni di gradi Celsius acceso per 30 secondi

© flickr.com / lee vickersReattore nucleare
Reattore nucleare - Sputnik Italia, 1920, 10.09.2022
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Tra lo scetticismo di chi ritiene impossibile la fusione nucleare, per motivi tecnici, e mentr si stanno compiendo progressi in Francia, con l'imponente reattore sperimentale ITER, la Corea del Sud riesce ad accendere il suo reattore per appena 30 secondi, ma per gli scienziati è un risultato significativo.
La maggior parte degli scienziati concorda sul fatto che l'energia da fusione è ancora lontana di decenni dal vedersi realizzata, mentre continuano a emergere piccoli ma costanti miglioramenti nelle conoscenze e nei risultati. Sono in corso di realizzazione progetti concettuali per un reattore commerciale e si stanno compiendo progressi sull'imponente reattore sperimentale a fusione ITER in Francia.
Ora la Corea del Sud è riuscita ad accendere una reazione di fusione nucleare, reazione che è stata osservata per 30 secondi a una temperatura di oltre 100 milioni di gradi Celsius, necessari per poter innescare la reazione stessa.
L'annuncio dell'esperimento è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature.
Il raggiungimento simultaneo di calore e stabilità avvicina i reattori a fusione ad un utilizzo futuro, a condizione che il processo possa essere aumentato, sebbene la durata e la temperatura raggiunte dalla reazione di fusione del team sudcoreano non siano certo "da record".
Alle temperature straordinariamente elevate necessarie per un reattore funzionante, Yong-Su Na e il suo team della Seoul National University in Corea del Sud hanno eseguito una reazione e mantenuto stabile lo stato riscaldato e ionizzato della materia prodotto all'interno dell'apparato per circa 30 secondi.
Secondo il team, è fondamentale regolare questo cosiddetto plasma. Se viene a contatto con le pareti del reattore, si raffredda rapidamente, soffocando la reazione e danneggiando gravemente la camera che lo contiene. Il plasma è tipicamente contenuto utilizzando una varietà di configurazioni di un campo magnetico.
Secondo quanto riferito, alcuni ricercatori utilizzano una barriera di trasporto laterale (ETB), che modella il plasma con un taglio netto della pressione vicino alla parete del reattore, impedendo la fuoriuscita di calore e plasma. Altri utilizzano una barriera di trasporto interna (ITB), che aumenta la pressione più vicino al centro del plasma. Ma uno dei due può portare all'instabilità.
Al dispositivo Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR), il team di Na ha utilizzato un approccio ITB modificato per ottenere una densità plasmatica significativamente inferiore. Secondo quanto riferito, la loro strategia sembra aumentare le temperature interne del plasma abbassando le temperature dei bordi del plasma, il che probabilmente aumenterà la durata delle parti del reattore.
La bassa densità, secondo la ricerca, era fondamentale e gli ioni "veloci" o altamente energetici vicino al nucleo del plasma, noti come potenziamento regolato dagli ioni veloci, sono essenziali per la stabilità.
Tuttavia, il team sta ancora lavorando per comprendere completamente i meccanismi sottostanti. Solo a causa di vincoli hardware la reazione è stata interrotta dopo 30 secondi; periodi più lunghi dovrebbero essere fattibili in futuro.
Lo KSTAR è stato ora chiuso per miglioramenti e gli scienziati ritengono che la sostituzione del carbonio nella parete del reattore con tungsteno aumenterà la riproducibilità sperimentale.
"Abbiamo dimostrato che esistono abbondanti ioni veloci nel nuovo regime e che svolgono un ruolo importante nel miglioramento del confinamento dall'osservazione sperimentale e dai risultati della simulazione (...) È previsto un ulteriore miglioramento per realizzare un funzionamento allo stato stazionario più lungo per diverse centinaia di secondi con prestazioni più elevate come uno dei percorsi promettenti verso un reattore a fusione, si legge nelle conclusioni della ricerca.
Il successo degli scienziati coreani non è un record mondiale sia in termini di temperatura che di tempo.
L'anno scorso, il cinese "Experimental Advanced Superconducting Tokamak" (EAST), che replica i processi che avvengono al centro delle stelle, ha mantenuto il plasma a una temperatura di 120 milioni di gradi Celsius per 101 secondi e alla temperatura ancora più calda di 160 milioni di gradi Celsius, per altri 20 secondi.
L'EAST si trova presso l'Hefei Institutes of Physical Sciences dell'Accademia cinese delle scienze nella provincia cinese di Anhui.
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