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Sperimentazione energetica: la stella artificiale cinese

Stella artificiale cinese
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Il reattore nucleare Superconducting Tokamak (EAST) che si trova ad Hefei in Cina, soprannominato il “sole artificiale cinese“, ha raggiunto una incredibile temperatura di oltre 100 milioni di gradi Celsius nel suo nucleo principale . E’ successo quest’ anno durante un esperimento durato quattro mesi. Si tratta di una temperatura record, circa sette volte più grande di quella che si trova nel nucleo interno del sole, che è di circa 15 milioni di gradi Celsius.

L’esperimento mostra che la Cina è all’ avanguardia in parecchi settori energetici, sta compiendo progressi significativi verso la produzione di energia da fusione nucleare. Il paese sta conducendo ricerche sulla fusione dal 1958, ma allo stato attuale, è ancora più concentrata sulla cooperazione internazionale che sulla concorrenza, dicono i responsabili del nuovo progetto.

ITER

Il paese è membro del progetto ITER a 35 nazioni, un progetto di fusione nucleare da 10 miliardi di dollari in costruzione in Francia.

La Cina è responsabile della produzione del 9% dei componenti di ITER e sta svolgendo un ruolo fondamentale nelle tecnologie di base come il contenimento magnetico, nonché nella produzione di componenti in grado di resistere a temperature di oltre 100 milioni di gradi centigradi (180 milioni di gradi Fahrenheit).

Si prevede che ITER genererà il primo plasma entro il 2025. Sarà quindi costruito un reattore dimostrativo, con l’obiettivo di creare 500 megawatt di potenza da soli 50 megawatt di input, un ritorno di energia decuplicato.

Nonostante i critici , che sostengono che l’affidabile energia di fusione è irrealistica, i responsabili dei reattori hanno detto di essere sicuri che si stanno facendo passi da gigante.

L’esperimento è stato condotto dal team EAST presso gli Istituti di fisica di Hefei dell’Accademia delle scienze cinese (CASHIPS) in collaborazione con colleghi nazionali e internazionali.

Il reattore EAST è il primo tokamak completamente superconduttore con una sezione trasversale non circolare al mondo. È stato progettato e costruito dalla Cina con particolare attenzione alle principali questioni scientifiche relative all’applicazione della fusione. Da quando è entrato in funzione nel 2006, EAST è diventato un centro di prova completamente aperto in cui la comunità mondiale della fusione può condurre operazioni stazionarie e ricerche sulla fisica .

Il progetto è stato proposto nel 1996 e approvato nel 1998. Secondo un programma del 2003, gli edifici e le strutture del sito dovevano essere costruiti entro il 2003. L’assemblea sul Tokamak si sarebbe tenuta dal 2003 al 2005. La costruzione è stata completata nel marzo 2006 e il 28 settembre 2006 è stato raggiunto il “primo plasma“.

Il reattore rappresenta un miglioramento rispetto al primo dispositivo superconduttore al tokamak, soprannominato HT-7 , costruito dall’Istituto di fisica dei plasma in collaborazione con la Russia nei primi anni ’90.

La fusione nucleare ha bisogno di temperature molto elevate e di una grande pressione e, poiché quest’ultima non può essere raggiunta sulla Terra, ciò significa aumentare la temperatura, secondo la teoria corrente, almeno 100 milioni di gradi.

La fusione Nucleare

Si può dire che il sole artificiale cinese raggiunga la condizione di innesco della fusione nucleare.

La fusione nucleare è probabilmente il modo migliore per produrre energia. In termini di materie prime, il deuterio e il trizio necessari per la fusione nucleare sono quasi inesauribili nell’oceano. Inoltre, la fusione nucleare non produce scorie radioattive, quindi è estremamente rispettosa dell’ambiente.

La Cina ha progettato e costruito in modo indipendente l’East nel 2006. La struttura è alta 11 metri, con un diametro di 8 metri e un peso di 400 tonnellate. Il paese è il primo al mondo a progettare e sviluppare tali apparecchiature da solo.

Il profilo di densità di corrente è stato ottimizzato grazie all’integrazione e alla sinergia effettive di quattro tipi di potenza di riscaldamento: riscaldamento dell’onda ibrida inferiore, riscaldamento dell’onda a ciclotrone elettronico, riscaldamento a risonanza con ioni a ciclotrone e riscaldamento ionico a fasci neutri.

L’iniezione di energia impiegata ha superato i 10 MW e l’energia immagazzinata è aumentata a 300 kJ dopo che gli scienziati hanno ottimizzato l’accoppiamento di diverse tecniche di riscaldamento. 

Gli scienziati hanno condotto esperimenti sull’equilibrio e l’instabilità, il confinamento e il trasporto del plasma di ioni di idrogeno, l’interazione plasma-parete e la fisica delle particelle energetiche per dimostrare il funzionamento in modalità H su scala di lungo tempo, con controllo dell’impurezza, stabilità MHD nucleo / bordo e scarico di calore .

Con condizioni operative simili avverrà il prossimo esperimento chiamato ITER,’International Thermonuclear Experimental Reactor, che userà come il riscaldamento a onda d’onda a radiofrequenza, la coppia più bassa e un deviatore al tungsteno con raffreddamento ad acqua.

Il reattore EAST ha raggiunto uno scenario di regime completamente non induttivo con estensione delle prestazioni di fusione ad alta densità, alta temperatura e alta confinamento.

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