Scoperto un nuovo tipo di fusione nucleare che potrebbe davvero essere la svolta per l’energia infinita

Con la crescente domanda di energia e la ricerca di fonti sostenibili e abbondanti, l’attenzione della comunità scientifica si concentra sempre più sulla fusione nucleare. In questo contesto, il Small Aspect Ratio Tokamak (SMART) rappresenta un traguardo significativo. Questo dispositivo sperimentale ha recentemente ottenuto il suo primo plasma, segnando un’importante pietra miliare nel settore.

Sviluppato dai ricercatori del Plasma Science and Fusion Technology Laboratory dell’Università di Siviglia, SMART si distingue dai tokamak tradizionali perché esplora un concetto innovativo: la triangolarità negativa. Questa configurazione potrebbe rivoluzionare l’efficienza della fusione, aprendo nuove prospettive per la produzione di energia.

Tokamak e triangolarità negativa: una possibile svolta per la fusione nucleare

I tokamak sono macchine a forma di ciambella progettate per confinare il plasma ad altissime temperature in modo stabile. La stabilità del plasma è essenziale affinché le reazioni di fusione possano avvenire in modo controllato e prolungato. Tradizionalmente, il plasma nei tokamak assume una triangolarità positiva, dove il bordo curvo della forma a “D” è rivolto verso l’esterno.

Tuttavia, studi recenti hanno dimostrato che invertire questa configurazione, ottenendo una triangolarità negativa, potrebbe ridurre significativamente le instabilità del plasma. Una delle problematiche principali nei reattori a fusione è rappresentata dalle Edge Localized Modes (ELMs), instabilità che possono danneggiare le pareti del reattore e ostacolare la sostenibilità delle reazioni.

SMART è il primo tokamak compatto progettato appositamente per studiare i vantaggi della triangolarità negativa. L’obiettivo è verificare se questa configurazione possa effettivamente sopprimere le ELMs, migliorando il confinamento del plasma e consentendo di mantenerlo stabile più a lungo e a temperature più elevate. Questo aspetto è fondamentale per raggiungere condizioni simili a quelle di un “Sole artificiale”, con temperature superiori ai 100 milioni di gradi.

Un ulteriore vantaggio di SMART è la sua capacità di produrre plasma in diverse configurazioni, rendendolo uno strumento estremamente flessibile per testare e validare questa teoria. L’importanza della triangolarità negativa non è solo teorica: anche il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha riconosciuto il suo potenziale per migliorare la stabilità del plasma senza compromettere le prestazioni della fusione.

Se SMART dimostrerà che questa configurazione può davvero stabilizzare il plasma, si potrebbe aprire la strada alla progettazione di reattori a fusione più efficienti e sostenibili dal punto di vista economico, avvicinando la fusione nucleare alla realtà commerciale.

SMART e la strategia Fusion2Grid: il futuro della fusione passa da qui

SMART non è solo un esperimento isolato, ma rappresenta un tassello chiave della strategia Fusion2Grid dell’Università di Siviglia. Questo ambizioso programma mira a rendere la fusione nucleare una vera e propria opzione per la produzione di energia su scala industriale.

Dopo aver ottenuto il primo plasma, i ricercatori si concentreranno sul miglioramento delle prestazioni del dispositivo, lavorando in collaborazione con scienziati di tutto il mondo. SMART è inoltre caratterizzato da un design compatto, che integra tre approcci tecnologici innovativi:

• Tokamak sferici
• Triangolarità negativa
• Campi magnetici ad alta intensità

L’obiettivo è sviluppare un reattore a fusione potente e allo stesso tempo compatto, massimizzando l’efficienza e riducendo i costi. Se SMART riuscirà a dimostrare la validità della triangolarità negativa, potrebbe dare il via a una nuova generazione di reattori a fusione competitivi e accessibili.

L’interesse internazionale per il progetto è in continua crescita: numerosi istituti di ricerca stanno mostrando grande attenzione ai risultati ottenuti dal team di Siviglia, con l’intento di collaborare per superare le attuali sfide della fusione nucleare. L’obiettivo comune è sviluppare nuove strategie per mantenere il plasma stabile per periodi prolungati e perfezionare le tecniche di confinamento avanzato.

La fusione nucleare: il “Santo Graal” dell’energia pulita

Le recenti conquiste di SMART stanno catturando l’attenzione della comunità scientifica globale. Da decenni la fusione nucleare è considerata il “Santo Graal” dell’energia sostenibile, in quanto potenzialmente in grado di fornire energia illimitata senza emissioni nocive o scorie radioattive di lunga durata.

Il problema principale, tuttavia, è sempre stato quello di mantenere il plasma stabile abbastanza a lungo per raggiungere le temperature e le pressioni necessarie affinché la fusione possa avvenire. Se SMART riuscirà a dimostrare che la triangularità negativa è realmente vantaggiosa per la stabilità del plasma, potrebbe rappresentare un passo fondamentale verso la realizzazione di reattori a fusione commerciali.

La sfida più grande rimane il confinamento del plasma, ma l’approccio innovativo di SMART potrebbe offrire una soluzione concreta. Grazie ai continui sviluppi e alla cooperazione internazionale, questo dispositivo potrebbe contribuire a rendere la fusione nucleare una fonte di energia scalabile e applicabile su larga scala.

Il successo di SMART si inserirebbe in un contesto più ampio di ricerche sulla fusione. Progetti come ITER in Francia e le iniziative del settore privato stanno lavorando per ottenere reazioni di fusione sostenute. Se il design di SMART si rivelasse efficace, potrebbe influenzare il futuro sviluppo dei reattori a fusione, aprendo la strada a impianti più piccoli, economici e adatti alla produzione su scala commerciale.

L’accensione del primo plasma in SMART rappresenta dunque una pietra miliare verso l’energia da fusione. Il ruolo della triangolarità negativa nel miglioramento della stabilità del plasma potrebbe avvicinare il mondo alla fusione commerciale, sebbene vi sia ancora molta strada da percorrere.

Il team dell’Università di Siviglia continuerà a lavorare con esperti internazionali per far progredire la scienza della fusione. In un mondo in cui la domanda di energia è in costante crescita, innovazioni come SMART offrono una speranza concreta per un futuro energetico sostenibile e illimitato.

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Fonte: Science Direct

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