Il Wendelstein 7-X è un reattore sperimentale a fusione nucleare di tipo stellarator, installato al Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) a Greifswald, in Germania. Negli ultimi mesi è stato raggiunto un traguardo particolarmente importante: è stata generata una scarica di plasma da milioni di °C per 8 minuti, generando 1,3 gigajoule di energia. In questo articolo vedremo non solo quali sono le caratteristiche di questo stellarator ma anche perché questo traguardo è così importante per la fusione nucleare.
Le caratteristiche dello stellarator Weidelstein 7-X
Il Weidelstein 7-X è uno stellarator, cioè un reattore a fusione nucleare a forma di "ciambella attorcigliata". Al suo interno si genera il plasma, ovvero un gas caldo i cui atomi vengono ionizzati creando elettroni liberi, che viene confinato attraverso potenti magneti. Sottoponendo il plasma ad elevate pressioni e temperature si può innescare il processo di fusione e rilasciare energia. Tra tutti gli stellarator, il più grande al mondo è il Weidelstein 7-X, operativo dal 2015.
La "ciambella" di Weidelstein 7-X ha un raggio massimo di 5,5 metri, al cui interno vi sono racchiusi circa 30 metri cubi di plasma formato da idrogeno e deuterio. Le sue bobine generano un campo magnetico di 3 Tesla e si parla di 14 MW di potenza termica necessari per scaldare il plasma.
Il nuovo traguardo del Wendelstein 7-X
Negli ultimi anni lo stellarator Wendelstein 7-X è stato dotato di un sistema di raffreddamento ad acqua per le pareti interne formato da 6,8 km di tubi e di un sistema di riscaldamento aggiuntivo del plasma, chiamato riscaldamento ionico.
Queste modifiche hanno permesso di trasmettere più potenza al plasma e dunque di aumentare le prestazioni della macchina. I ricercatori del Max Planck Institute sono quindi riusciti a ridurre le perdite termiche e il plasma al suo interno ha raggiunto decine di milioni di gradi Celsius, una temperatura superiore a quella del nucleo del Sole pari a "soli" 16 milioni di gradi.
Il 15 febbraio 2023 il sistema ha generato 1,3 gigajoule di energia, con una potenza media di 2,7 MW e una scarica durata 8 minuti. Questa produzione di energia, chiamata "turnover energetico", deriva dalla potenza termica moltiplicata per la durata della scarica. Solo se è possibile riascaldare in modo continuo grandi quantità di plasma, per mantenerlo tale, e rimuovere al tempo stesso il calore risultante dalla scarica, è possibile il funzionamento del sistema.
Nei prossimi anni il piano è quello di aumentare la produzione energetica fino a 18 megajoule, con un plasma stabile per mezz’ora. Non si parla ancora di bilancio energetico positivo dell'intero sistema, ma di un nuovo traguardo tecnologico: è un passo in avanti per quanto riguarda la ricerca sulla fusione nucleare, le sue applicazioni tecnologiche e il suo utilizzo come possibile fonte energetica futura.
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