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DOVE SI COSTRUISCE IL FUTURO? – di Nicolò Badodi

Oggi ho visitato un posto che mi ha fatto capire quanto valiamo noi Italiani, un posto che sviluppa le tecnologie più avanzate nel settore e che contribuirà decisamente alla realizzazione di uno dei progetto più complessi e più importanti che l’umanità sta portando avanti.

Si tratta del centro di ricerca sulla fisica dei plasmi del CNR, situato a due passi dall’università di Milano Bicocca, e il progetto di cui sto parlando è il progetto ITER, ossia una collaborazione internazionale con lo scopo di realizzare e testare il più grande e potente reattore nucleare a fusione della terra (per chi si volesse informarsi meglio www.iter.org ).

La reazione tra Deuterio e Trizio

La reazione tra Deuterio (2H) e Trizio (3H)

Per prima cosa vediamo di capire un po’ come funziona la fusione nucleare e come lavora un reattore che sfrutti questo tipo di reazione: innanzi tutto la reazione principale è del tipo

+17.6MeV

Ossia un nucleo di Trizio si unisce con un nucleo di Deuterio rilasciando una particella α e un neutrone. Il neutrone sarà poi catturato dalle pareti della camera di reazione, che sono rivestite in litio e che, secondo la reazione, produrrà nuovo trizio come carburante per il reattore (questi reattori inoltre non producono scorie radioattive che debbano essere smaltite).

Poiché i nuclei sono entrambi carichi positivamente e tendono dunque a respingersi, essi devono muoversi abbastanza velocemente da poter vincere questa repulsione e collidere unendosi. Ciò si può ottenere in vari modi, tuttavia l’unico abbastanza efficiente per generare energia in eccesso da trasformare in elettricità è quello di produrre il plasma termonucleare.

Il reattore

Il reattore

In soldoni come funziona? Si prende una enorme camera toroidale (a ciambella) e si riempie con circa un Kg di gas di deuterio e trizio a bassa pressione (data la piccolissima quantità di carburante si intuisce il fatto che questo tipo di reattori sia incredibilmente meno pericolosa dei reattori a fissione); il gas viene scaldato fino a raggiungere lo stato di plasma (ossia gli elettroni si staccano dagli atomi) e il plasma viene confinato in un campo magnetico intensissimo, che gli impedisce di toccare le pareti.

A questo punto il plasma viene ulteriormente riscaldato fino a circa 150 milioni di gradi centigradi (si hai capito bene, milioni!!) attraverso una radiofrequenza – esattamente come fa il microonde in piccolo – e avviando, a quella temperatura, una reazione di fusione che genera enormi quantità di energia.

La camera dove avviene questo procedimento

Il plasma all’interno della camera toroidale del reattore viene riscaldato fino a 150 milioni di gradi centigradi.

Ma temperature così alte mettono a dura prova gli ingegneri da tutto il mondo! Non esiste infatti nessun materiale sulla faccia della terra che sia in grado di sopportare una tale temperatura senza fondere! È per questo che il plasma è confinato in un intensissimo campo elettromagnetico che gli impedisce di toccare le pareti della camera, e dove non sia possibile impedirlo essa è costruita in materiali che siano il più resistenti possibili all’erosione.

il reattore del CNR

La macchina del CNR

Ma cosa centra il CNR in tutto ciò? Nel laboratorio di fisica dei plasmi si studiano molte delle tecnologie necessarie per la fusione, tra cui le tecniche per il riscaldamento in radiofrequenza del plasma, e lo stress che i materiali subiscono a contatto con esso. Per far ciò il centro è dotato di una “piccola” macchina in grado di produrre plasma, (sicuramente più freddo di quello termonucleare), di workshop che costruiscono sensori al diamante per monitorare la reazione e di officine altamente avanzate in grado di costruire enormi assorbitori di radiofrequenza necessari per i test dei dispositivi finali.

Lo specchio del microonde

Lo specchio per le microonde

Fonti: www.ifp.cnr.it

Author: brenso

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