Fonte: Sci-X
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Ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando su un modo efficiente e affidabile per contenere il plasma nei reattori di fusione nucleare, per ridurre il costo di questa fonte energetica promettente ma tecnicamente ancora non ben realizzabile. Una nuova scoperta presso l'Università di Washington, potrebbe contribuire a contenere e stabilizzare il plasma, mediante l’uso di meno dell’1% dell’energia richiesta dai metodi attuali.
La nuova apparecchiatura si presenta come manici di una tazza da caffè, ‘manici’ che però sono attaccati a un recipiente contenente plasma a milioni di gradi, che altrimenti sarebbe troppo caldo da maneggiare e gestire, come si può ben immaginare.
Come si sa, forse però ancora poco diffusamente, che la fusione nucleare , basata sulla compressione di due o più atomi l’uno sull’altro, genera energia senza richiedere elementi rari e senza produrre rifiuti radioattivi.
Naturalmente, c’è un problema: per comprimere gli atomi l’uno contro l’altro, serve molta energia e gli scienziati stanno ancora lavorando sul modo per compiere questa operazione, in modo però da ottenere di più energia di quella che si immette. Il sole è un potente reattore a fusione, ma, evidentemente, non ricreabile, così com’è, sulla Terra.
E’ in corso un progetto internazionale in Francia, nel quale si sta costruendo un (costosissimo) reattore a fusione, allo scopo di verificare se un reattore abbastanza grande è in grado di generare energia da fusione.
Il reattore in Francia inietterà onde elettromagnetiche ad alta frequenza e ioni di idrogeno ad alta velocità per mantenere il plasma, tenendo una temperatura di esercizio anche maggiore di 100 milioni di gradi centigradi e racchiudendolo con campi magnetici. "Questo metodo funziona – ha affermato Jarboe - ma è estremamente inefficiente e costoso e il confinamento magnetico è davvero uno dei problemi più grandi.”.
Per due decenni il team di Jarboe squadra ha lavorato su di iniezione di elicità, come alternativa più efficiente. Spirali nel plasma producono correnti asimmetriche, che generano i campi elettrici e magnetici giusti per riscaldare e confinare il contenuto. Il plasma è così caldo che gli elettroni sono separati dai nuclei. Il plasma non può toccare alcuna parete e, per questo, viene contenuto in una sorta di mega-bottiglia magnetica. Mantenere il plasma caldo a sufficienza e mantenere quei campi magnetici richiede una quantità davvero rilevante di energia.
"Noi guideremmo il plasma nella sua instabilità”, spiega Jarboe del suo approccio. "Come si torce una corda, il plasma si avvita su se stesso e produce l’instabilità e indirizza la corrente".
I risultati hanno mostrato che la strategia dei ricercatori dell’Università di Washington (UW) richiede meno energia rispetto ad altri metodi, ma il sistema era instabile, il che significa che, se le condizioni cambiassero, il plasma potrebbe oscillare fuori controllo. E 'come bilanciare bastone su una estremità: esso resta stabile ma è probabile che cada,a causa di un semplice urto. Nel caso del plasma, equilibrio instabile significa che una torsione nel plasma lo potrebbe far sfuggire al controllo e portare, potenzialmente, ad un arresto costoso del reattore.
L'instabilità è stato uno dei principali ostacoli per l'applicazione del metodo dell’Università di Washington. "Il grande tema è se, quando la ‘bottiglia’ (contenitore elettromagnetico del plasma) viene distrorta ha delle perdite.”, ha detto Jarboe. Al contrario, in un equilibrio stabile, qualsiasi spostamento tenderà a far tornare il sistema verso lo stato originale, come una palla appoggiata sul fondo di una ciotola che ristabilirà nella posizione iniziale di riposo.
"Qui abbiamo imposto il campo asimmetrico, in modo che il plasma non sia instabile e noi si possa guidare la corrente. Abbiamo dimostrato che siamo in grado di mantenere un equilibrio stabile e siamo in grado di controllare il plasma, il che significa che la ‘bottiglia’ sarà in grado di contenere più plasma ", Jarboe ha detto.
L'apparecchiatura degli scienziati dell’Università di Washington (UW) utilizza due bobine a forma di maniglie per generare alternativamente corrente su ambedue i lati del nucleo centrale, un metodo che gli autori chiamano guida di corrente a dinamo imposta. Risultati mostrano che il plasma è stabile e il metodo è energeticamente efficiente, ma il reattore di ricerca della UW è troppo piccolo per contenere completamente il plasma senza qualche fuga come gas. Il team spera di collegare, successivamente, il dispositivo ad un reattore più grande per vedere se è in grado di mantenere una bottiglia magnetica sufficientemente stretta.
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