A 20 km da Roma e a 900 km dal famoso progetto ITER situato nel sud della Francia, sta nascendo un nuovo progetto di ricerca sulla fusione nucleare, chiamato Divertor Tokamak Test (DTT). Fu proposto nel 2015 come risultato di una collaborazione fra vari istituti e laboratori europei. Scopriamo insieme di cosa si tratta e perché è così importante!
I tokamak e il plasma
Innanzitutto, il progetto DTT non è da confondere con l’acronimo D.D.T. (ovvero il para-diclorodifeniltricloroetano), uno dei più famosi insetticidi. Il DTT è un impianto il cui scopo è quello di esplorare e testare fisica e tecnologia necessarie per raffreddare il plasma dei futuri reattori a fusione chiamati tokamak.
I tokamak sono sistemi molto complessi in cui si confina un plasma di atomi leggeri, in particolare di deuterio e trizio, isotopi dell’idrogeno. Questo plasma, definito come il quarto stadio della materia, si presenta sotto forma di gas molto denso e molto caldo (si parla infatti di milioni di gradi!) in cui gli elettroni sono slegati dagli atomi e sono liberi di muoversi. I tokamak hanno forma toroidale, cioè simile a quella di una ciambella. Al loro interno è possibile generare il processo di fusione termonucleare controllata, allo scopo di recuperare l’energia prodotta dalla fusione di nuclei leggeri.
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Il ruolo del divertore
Uno dei componenti cruciali dei tomakak si chiama divertore. Questo è spesso installato nella parte bassa della camera metallica al cui interno è presente il plasma. Questo oggetto è composto da tre elementi di cui due laterali e uno centrale, chiamati target. Il divertore ha vari compiti: estrae il calore generato e i prodotti della reazione di fusione, protegge le pareti dai carichi termici e neutronici, e infine minimizza la contaminazione del plasma. Nel divertore l’energia cinetica delle particelle che lo colpiscono viene trasformata in calore, che viene rimosso dal sistema di raffreddamento ad acqua.
Il più grande tokamak in costruzione è ITER, un progetto di ricerca internazionale con lo scopo di generare energia elettrica utile dal processo di fusione nucleare. Il suo divertore, il più grande in assoluto, è costituito di tungsteno, il metallo con il punto di fusione più alto. Deve essere capace di sopportare flussi di potenza termica molto elevati e pari a circa 15 MW/m2.
Il suo successore, il progetto DEMO, sarà il primo impianto dedito, invece, alla produzione di energia elettrica da fusione nucleare. Il divertore di DEMO dovrà assorbire 4-5 volte il carico termico del divertore di ITER.
Il DTT
DTT nasce proprio dall’esigenza di progettare un divertore più potente, per DEMO. In questo caso si parla di circa 100 MW/m2 di potenza termica da assorbire. Il progetto DTT sarà capace di testare forme differenti di target e diverse geometrie di campo magnetico. Il DTT avrà un raggio 2,2 metri, molto inferiore rispetto ai 6,2 metri di ITER.
Sia il divertore DTT che il progetto ITER sono macchine che utilizzano vari tipi di magneti per confinare un plasma pulsato, ovvero mantenuto al loro interno solo per qualche decina di secondi. Poiché il DTT prende ispirazione proprio da ITER, viene definito il mini-ITER italiano. Fra un paio d’anni il DTT entrerà nella fase di realizzazione ed assemblaggio e nel 2016 è prevista la prima campagna sperimentale.
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