Fusione nucleare, nuovo record per KSTAR: il “sole artificiale” gestisce 100 milioni di gradi per 48 secondi
Nuovo record di fusione nucleare per KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research), il reattore sperimentale della Corea del Sud che ha raggiunto un nuovo storico primato, confinando e mantenendo un plasma di idrogeno alla temperatura di 100 milioni di gradi Celsius – sette volte più caldo del nucleo del Sole – per 48 secondi, una condizione chiave per il futuro della produzione di energia da fusione nucleare. L’annuncio ufficiale è arrivato al termine di una campagna di tre mesi (dicembre 2023-febbraio 2024), durante i quali KSTAR ha superato il precedente primato di 30 secondi stabilito nel 2021, dimostrando ancora una volta le migliori capacità di funzionamento del dispositivo del Korea Institute of Fusion (KFE) Energy di Daejeon.
Nuovo record per KSTAR, il "sole artificiale" della Corea del Sud
La fusione nucleare cerca di replicare la reazione che fa brillare il Sole e le altre stelle, fondendo insieme due atomi leggeri, come quelli di idrogeno, in atomi più pesanti, per liberare enormi quantità di energia. Spesso definita il Santo Graal delle soluzioni climatiche e dell’energia pulita, la fusione ha il potenziale per fornire energia illimitata senza l’inquinamento da carbonio che riscalda il pianeta. Ma padroneggiare il processo sulla Terra è estremamente impegnativo ma comunque oggetto di diversi approcci sperimentali.
In quest’ambito KSTAR, conosciuto anche come “sole artificiale” è una delle prime macchine per la fusione nucleare (totamak) a disporre di magneti completamente superconduttori in un campo toroidale per confinare il combustibile di fusione sotto forma di plasma : il nuovo traguardo raggiunto nell’esperimento, il primo ad essere stato condotto dopo un importante aggiornamento delle apparecchiature dal 2007, è stato possibile grazie anche all’uso del tungsteno al posto del carbonio nel “deviatore” che estrae il calore e le impurità prodotte dalla reazione di fusione.
“Rispetto al deviatore in carbonio esistente, l’aumento della temperatura superficiale del deviatore in tungsteno è solo di circa 1/4 anche sotto lo stesso carico termico, il che lo rende vantaggioso per il mantenimento a lungo termine del plasma a temperatura ultraelevata – hanno spiegato i ricercatori del KFE – . Tuttavia, esiste la preoccupazione per la perdita di energia dovuta alle impurità generate a contatto con il plasma e per superare questo problema è necessaria la tecnologia operativa. In altre parole, questa campagna è stata anche l’occasione per confermare la completezza ingegneristica e tecnica del dispositivo di fusione nucleare in seguito alla sostituzione del deviatore in tungsteno”.
Il successo di questa nuova campagna sperimentale è un nuovo passo in avanti per KSTAR, il cui prossimo obietto sarà gestire una temperatura superiore ai 100 milioni di gradi per oltre 300 secondi, un “punto critico” per poter aumentare le operazioni di fusione che i ricercatori puntano a raggiungere entro il 2026.
“Il funzionamento a lungo termine del plasma a 100 milioni di gradi fornisce dati per migliorare la comprensione del plasma a temperatura ultraelevata e funge da base per la ricerca su nuove modalità operative da utilizzare nei futuri reattori a fusione nucleare – hanno aggiunto i ricercatori del FRI – . Ora verranno eseguiti una serie di processi per organizzare i risultati dell’esperimento, scrivere l’articolo e presentarlo per la pubblicazione. Nel frattempo, esamineremo e organizzeremo i dati, per prepararci a ulteriori esperimenti nella seconda metà del 2023”.
