Iscriviti al nostro nuovo canale YouTube, attiva le notifiche e rimani aggiornato su tutti i nuovi video

Fusione nucleare, lo stellarator tedesco tocca temperature doppie rispetto al nucleo del Sole

Fusione nucleare, lo stellarator tedesco tocca temperature doppie rispetto al nucleo del Sole

Lo stellarator Wendelstein 7-X, in Germania, ha raggiunto temperature doppie rispetto a quelle del Sole: un traguardo significativo per questo reattore a fusione nucleare sperimentale, ottenuto attenuando il fenomeno del trasporto neoclassico.

di pubblicata il , alle 11:47 nel canale Scienza e tecnologia
 

I ricercatori del Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP), insieme a quelli del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell'Energia statunitense, hanno dimostrato che lo stellerator Wendelstein 7-X (W7-X) situato a Greifswald, Germania, è in grado di confinare con successo un calore che raggiunge temperature due volte più alte di quelle registrate nel nucleo del Sole.  

Si tratta di un enorme passo avanti verso la realizzazione di un reattore a fusione nucleare che potrebbe fornire una grande quantità di energia virtualmente inesauribile, pulita e priva di carbonio per generare elettricità e contribuire in modo determinante alla transizione dai combustibili fossili.

Finora riprodurre sulla Terra le reazioni che avvengono all'interno delle stelle (stellarator = stellar generator) in modo controllato si era rivelato un compito arduo, per non dire altro. La fusione nucleare richiede che i nuclei di due o più atomi si fondano per dare vita a un nucleo di un elemento più pesante. Nel nostro Sole si verifica una continua fusione di 4 nuclei di idrogeno in un nucleo di elio, cosa che evita il collasso gravitazionale e produce una quantità enorme di energia.

Riprodurre questo comportamento richiede non solo che i nuclei siano vicinissimi, ma anche una grande energia per vincere la repulsione elettromagnetica che porta i protoni a respingersi e non a fondersi. Perciò, affinché il sistema funzioni, il dispositivo deve produrre più energia rispetto a quella richiesta per la fusione.

La nuova ricerca pubblicata su Nature potrebbe rappresentare una svolta in tal senso. I fisici hanno dimostrato che il Wendelstein 7-X è in grado di confinare il plasma caldo grazie a campi magnetici e gestire temperature di 30 milioni di gradi kelvin. Al momento può funzionare per 30 minuti.

"È una notizia davvero entusiasmante per la fusione che questo progetto abbia avuto successo", ha detto in un comunicato stampa il coautore dello studio e fisico del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) Novimir Pablant. "Dimostra chiaramente che questo tipo di ottimizzazione può essere fatto".

La progettazione degli stellarator risale agli anni 1950, ma fino a oggi questi dispostivi dal design complesso (i magneti) si erano dimostrati incapaci di impedire la fuoriuscita del calore generato da una reazione di fusione, un processo chiamato "trasporto neoclassico". A causare questo problema sono le frequenti collisioni che fanno uscire le particelle riscaldate dalle loro orbite mentre ruotano attorno alle linee del campo magnetico che le confinano.


Il fisico del PPPL Novimir Pablant e una simulazione al computer delle bobine magnetiche e plasma del W7-X

Per questo motivo, la maggior parte della ricerca si era concentrata sui tokamak, dispositivi a forma di ciambella che trattengono meglio il calore e, in alcuni test, hanno dimostrato di poter generare temperature oltre dieci volte più calde del nucleo del Sole. Creare uno stellarator funzionante consentirebbe agli scienziati di aggirare alcuni dei problemi causati tokamak, che possono avere difficoltà a stabilizzare il plasma super caldo che porta alle reazioni di fusione.

I test e la loro successiva analisi hanno dimostrato che le temperature raggiunte non sarebbero state possibili senza una forte riduzione del trasporto neoclassico. "Ridurre il trasporto neoclassico non è l'unica cosa che bisogna fare. Ci sono un sacco di altri obiettivi da perseguire, tra cui il funzionamento costante e la riduzione del trasporto turbolento". A produrre il trasporto turbolento sono le increspature e i vortici che attraversano il plasma e rappresentano la seconda fonte principale di perdita di calore.

Creato nel 2015, W7-X ritornerà in funzione nel 2022 dopo tre anni di stop per aggiornamenti principalmente al sistema di raffreddamento.

39 Commenti
Gli autori dei commenti, e non la redazione, sono responsabili dei contenuti da loro inseriti - info
Marco7105 Settembre 2021, 12:23 #1

Gradi...

...l'unità di misura di temperatura del sistema internazionale "Kelvin" si scrive appunto con lettera maiuscola.
Ed evitare di usare il "grado centigrado" perché imprecisione grave ancora oggi perpetrata da illustri scienziati, ingegneri anche al CERN.
Quella "C" maiuscola dovrebbe mettere sull'avviso (ma evidentemente sono lacune mai colmate di gergo scientifico nei vari livelli di istruzione affrontati) che si tratti del "mitico" grado Celsius !

Marco71
Marco7105 Settembre 2021, 12:27 #2

Ed anche "tokamak" ...

va scritto con lettera iniziale, maiuscola ovvero Tokamak, un acronimo come sapete.

https://www.igi.cnr.it/ricerca/magn...rale-a-fusione/

Marco71
Opteranium05 Settembre 2021, 13:58 #3
Pensavo che il trasporto neoclassico fosse quello di Canova
xxxyyy05 Settembre 2021, 14:26 #4
Originariamente inviato da: Marco71
...l'unità di misura di temperatura del sistema internazionale "Kelvin" si scrive appunto con lettera maiuscola.
Ed evitare di usare il "grado centigrado" perché imprecisione grave ancora oggi perpetrata da illustri scienziati, ingegneri anche al CERN.
Quella "C" maiuscola dovrebbe mettere sull'avviso (ma evidentemente sono lacune mai colmate di gergo scientifico nei vari livelli di istruzione affrontati) che si tratti del "mitico" grado Celsius !

Marco71


Non si dovrebbe scrivere minuscolo kelvin? Penso di sì.
Invece grado Celsius va bene così perché grado è la prima parola e celsius da solo non ha senso.
fukka7505 Settembre 2021, 15:46 #5
la k minuscola indica il prefisso "mille"; il simbolo del Kelvin si scrive con la K maiuscola.
Ago7205 Settembre 2021, 16:20 #6
Originariamente inviato da: fukka75
la k minuscola indica il prefisso "mille"; il simbolo del Kelvin si scrive con la K maiuscola.


Però questa è discriminazione e mobbing! k di kilo andrebbe maiuscolo come mega, tera... peta e tutti gli altri con potenza paggiore di zero, ma per far spazio a Kelvin, lui è stato messo in minuscolo... E' un complotto ai danni del povero kilo....
Darkon05 Settembre 2021, 16:59 #7
Originariamente inviato da: Ago72
Però questa è discriminazione e mobbing! k di kilo andrebbe maiuscolo come mega, tera... peta e tutti gli altri con potenza paggiore di zero, ma per far spazio a Kelvin, lui è stato messo in minuscolo... E' un complotto ai danni del povero kilo....


In realtà da "kilo" a scendere tutti i simboli sono minuscoli. Per convenzione è solo a partire da Mega che si usa la maiuscola.

In ogni caso sono convenzioni non è che ci sia chissà che dietrologia. Per evitare conflitti si è deciso così per differenziare tra kilo e Kelvin.

---------------------------

tornando al reattore sinceramente sono tutte notizia interessanti ma dubito fortemente che chi le legge adesso viva abbastanza da vedere tale reattore realmente funzionante.
Ammesso che sia realmente fattibile temo ci vorrà ancora oltre un secolo e chissà quali scoperte prima che sia utilizzabile.
demon7705 Settembre 2021, 18:19 #8
Questa ricerca è di enorme interesse, penso che questo tipo di tecnologia sia il futuro del settore energetico per garantire enormi volumi di produzione con un impatto ambientale veramente minimo.

Speriamo bene.
fukka7505 Settembre 2021, 18:24 #9
Originariamente inviato da: Ago72
Però questa è discriminazione e mobbing! k di kilo andrebbe maiuscolo come mega, tera... peta e tutti gli altri con potenza paggiore di zero, ma per far spazio a Kelvin, lui è stato messo in minuscolo... E' un complotto ai danni del povero kilo....

Infatti c'è un complotto anche a danno della tonnellata, che ha simbolo t, perché il Tesla (T) è stato favorito
xxxyyy05 Settembre 2021, 20:30 #10
Originariamente inviato da: fukka75
la k minuscola indica il prefisso "mille"; il simbolo del Kelvin si scrive con la K maiuscola.


Il simbolo in maiuscolo, certo, non la parola intera, altrimenti è il signor Kelvin.

Devi effettuare il login per poter commentare
Se non sei ancora registrato, puoi farlo attraverso questo form.
Se sei già registrato e loggato nel sito, puoi inserire il tuo commento.
Si tenga presente quanto letto nel regolamento, nel rispetto del "quieto vivere".

La discussione è consultabile anche qui, sul forum.
 
^