di: DOTT. GIUSEPPE Cotellessa (ENEA)
L'Applicazione dell'invenzione del procedimento E utilissima negli Studi di Ricerca Sulla Fusione Nucleare SOPRATTUTTO Perchè la relativa Sperimentazione per la dimostrazione della Validità di funzionamento E Stata EFFETTUATA Proprio su Rivelatori di Tracce Nucleari a Stato Solido, denominati commercialmente CR-39, largamente Impiegati per la Rivelazione di Particelle alfa e di neutroni attraverso la Misura dei protoni Prodotti.
Fusione Nucleare
"La Fusione Nucleare E attualmente considerata Una delle Opzioni Utili per garantire Una fonte di energia di larga scala, sicura, rispettosa dell'Ambiente e Praticamente inesauribile.
L'Italia E Tra I Pionieri della Ricerca Sulla Fusione. Le Attività, avviate Gia alla multa degli Anni 50 Nel Centro di Frascati, erano inizialmente dedicano alla Sperimentazione sui Plasmi e SI Sono poi evoluta verso ONU Complesso Sistema di Fisica, Tecnologia e ingegneria Che Vede l ' ENEA vieni Protagonista e vieni coordinatore del Programma nazionale . Tale Programma, con ONU medio budget annuale di circa 60 M €, Vede impegnati circa 600 TRA Ricercatori e tecnologi di ENEA, del CNR, del Consorzio RFX e di molte Università e Consorzi Universitari Nello Sviluppo di Competenze di Eccellenza di assoluto Rilievo in Ambito Mondiale .
La Ricerca Sulla Fusione in ENEA SI concentrazione in Particolare sul confinamento magnetico, con attivita relativa Sia alla Fisica dei Plasmi Sia allo Sviluppo di Tecnologie di rilevanza reattoristica, MA ANCHE includere attivita sul confinamento inerziale. Le Attività vengono svolte Nel Quadro del Programma Euratom per la Fusione Che coinvolge i Paesi dell'Unione Europea e la Svizzera, e attarverso Collaborazioni con numerosi Ististuti e Universitá una LIVELLO Internazionale.
Nell'ambito della Sperimentazione di Fisica per il confinamento magnetico, ENEA Conduce Esperimenti con il Frascati Tokamak Upgrade (FTU), ONU tokamak Che consente di Studiare Plasmi a Campi Magnetici elevati e ad alta densita: FTU E La macchina per la Fusione operante al Più alto campo magnetico (8 T) e consente di Studiare Plasmi in CONDIZIONI FISICHE non realizzabili in More Macchine.
In Ambito Tecnologico, Fino Dagli Anni 80, nda Laboratori ENEA di Frascati Sono stato sviluppate numerose Tecnologie per la Fusione, privilegiando le Linee basate Sulle Conoscenze Più consolidare all'interno dei Laboratori e al tempo Stesso passibili di ONU robusto coinvolgimento dell'Industria Nazionale also per Applicazioni Più vasto di Quelle Specifiche per la Fusione. Le Linee sviluppate Hanno riguardato in Particolare i magneti Superconduttori, i Componenti ad alto Flusso termico affacciati al plasma, i Materiali, la Manutenzione Remota, la neutronica EI Dati Nucleari, la Tecnologia dei Metalli Liquidi e la Sicurezza.
La Ricerca Sulla Fusione Vede impegnati Tutti i paesi tecnologicamente Più Avanzati (Europa, Giappone, Stati Uniti, Russia, Cina, Corea e India) Che Hanno DECISO, nell'ambito di Una Collaborazione Internazionale, di concentrerai il Loro impegno in Un Programma comune Orientata alla Realizzazione del Reattore a Fusione ITER sperimentale, il Che produrrà 500 MW di Potenza di Fusione per 400 s, con ONU Guadagno di Potenza di ONU Fattore 10. La Costruzione di ITER, iniziata Nel 2007 nel sito di Cadarache ITER, rappresenta Una pietra miliare Nello Sviluppo dell'Energia da Fusione e di determinazione Fatto Una forte Accelerazione del Programma Che prevede di Arrivare al Reattore commerciale tramite la Realizzazione di ONU Reattore dimostrativo DEMO.
L ' ENEA Partecipa Attivamente alla Realizzazione di ITER, contribuendo alla Progettazione di MOLTI Componenti, alla DEFINIZIONE degli Scenari Fisici, alla Progettazione di DIAGNOSTICHE e di Sistemi di RISCALDAMENTO del plasma. Grazie al know-how sviluppato, l'ENEA GIOCA UN RUOLO Fondamentale Nella Costruzione di ITER OPERANDO in stretta Collaborazione con l'industria. Anché Grazie al coinvolgimento Nel Programma di Ricerca Sulla Fusione, l'industria italiana Si e giá aggiudicata le MAGGIORI commesse per la Costruzione dei Componenti il Che costituiscono il cuore di ITER: i Cavi Superconduttori, la quota europaea dei magneti Superconduttori (9 bobine su ONU Totale di 18) e dell camera da vuoto (7 Settori su 9) Oltre ad More commesse per ONU Totale di 500 Milioni di euro.
L ' ENEA ha inoltre sviluppato, in Collaborazione con l'industria, le Tecnologie di giunzione per i Componenti ada alto Flusso termico (divertore), la Tecnologia Basata su radar ottico (laser luce) per metrologia in Ostili Ambienti. L ' ENEA , in Collaborazione con ALTRI Laboratori Europei, Partecipa alla Realizzazione della Neutron Radial obiettivo, il Sistema Dedicato alla Misura della Potenza di Fusione, e dei moduli di mantello del triziogeno di prova di prova con sul ciclo del COMBUSTIBILE (Trattamento e riprocessamento del Trizio ) e con Analisi neutroniche e di Sicurezza.
L'Europa sta strutturando ONU Programma di accompagnamento a ITER Che dovra ottimizzarne lo sfruttamento scientifico e FORNIRE le necessarie Informazioni per la DEFINIZIONE dei Parametri per DEMO. A QUESTO scopo ha Firmato con il Giappone ONU Accordo Bilaterale di Collaborazione Più ampia, chiamato 'approccio allargato', per lo svolgimento di Attività finalizzate allo Sviluppo dell'Energia da Fusione. L ' ENEA Partecipa con i Centri di Frascati e del Brasimone ai progetti Approccio Allargato del, contribuendo alla Realizzazione dei magneti Superconduttori e del Sistema di alimentazioni Elettriche del tokamak JT60-SA, satellite di ITER, in costruzione in Giappone, del Bersaglio di litio della Sorgente di neutroni Internazionale Fusion Material Irradiation Facility (IFMIF) per lo Sviluppo dei Materiali per il Reattore a Fusione, e alla Realizzazione del Centro Internazionale di Ricerca Sulla Fusione (IFERC). L'impegno complessivo per queste Attività e di circa 50 Milioni di Euro.
L ' ENEA , considerando prioritaria di Importanza lo Sviluppo della Fusione Nucleare ha Elaborato per i Prossimi Anni, Insieme Agli ALTRI Enti e Gruppi universitari Che Fanno altera parte dell'Associazione Euratom ENEA
Sulla Fusione, ONU Programma di attivita Che, tenendo Conto della Costruzione di ITER , del Approccio Allargato e del Relativo Programma di accompagnamento Europeo, SI fonda sui seguenti Punti Fondamentali:
la Costruzione del Tokamak FAST (Fusion Advanced Studies Torus), ONU Europeo Esperimento satellite RISPETTO ad ITER, progettato in Maniera racconto da preparare e ottimizzare Gli Scenari operativi di ITER e DEMO;
la Partecipazione con le industrie alla Costruzione di ITER;
la Partecipazione alle Attività previste Dal "Approccio Allargato".
VELOCE rappresenterá Il Punto di Riferimento della Sperimentazione Non solo per l'Italia ma also per Gli ALTRI Laboratori Europei e permettera di Studiare i Plasmi in deuterio la Dinamica delle Particelle alfa il Che SI produrranno nia Plasmi Prossimi all'ignizione, in Un Impianto Semplice ed Economico , Senza le complicazioni derivanti dall'uso del trizio.
LA VERA STORIA EVOLUTIVA DELL'UOMO E' COME CI HANNO SEMPRE RACCONTATO? OPPURE E' UNA STORIA COMPLETAMENTE DIVERSA?
"L'UOMO KOSMICO", TEORIA DI UN'EVOLUZIONE NON RICONOSCIUTA
DI MARCO LA ROSA
E' UN'EDIZIONE OMPHILABS
_copertina_fronte_(500x771).jpg)
http://www.omphilabs.it/prod/L-UOMO-KOSMICO.htm
28 commenti:
DA DOTT. COTELLESSA
La Fusione Nucleare consiste nel fondere due nuclei leggeri per formarne uno pesante. Il processo è analogo a quello che avviene nel Sole e nelle stelle e potrebbe essere prodotto artificialmente anche sulla Terra.
Oltre alla formazione di nuovi elementi, la fusione nucleare comporta la formazione di una grandissima quantità di energia. Per poter fondere due nuclei bisogna avvicinarli vincendo la forza di repulsione che esiste tra i protoni. Per far sì che la fusione avvenga, sono necessarie temperature elevatissime, che ancora oggi è quasi impossibile raggiungere.
Dalla fusione nucleare si ottiene un'enorme quantità di energia, dovuta al difetto di massa: una volta che i due atomi si fondono, la loro massa non è pari alla somma delle masse dei due nuclei, ma minore. La diffeenza tra la somma delle masse di partenza e la massa finale si è convertita in energia seguendo la legge di Einstein la quale afferma che l'energia prodotta è uguale alla massa per il quadrato della costante c(velocità della luce: 300.000 Km/s).
Gli elementi più idonei per la fusione sono gli isotopi dell'idrogeno(Deuterio e Trizio), che dalla loro fusione si formerebbe un atomo di elio ed un neutrone libero. L'importanza della Fusione non consiste solo nell'energia prodotta che risulta essere maggiore di quella della fissione nucleare, ma consiste nel fatto che è un energia pura ovvero i prodotti della fusione non sono radioattivi come quelli della fissione, inoltre l'idrogeno è un elemento che sul nostro pianeta si può trovare facilmente e con i minimi costi(si pensi al mare che ne è pieno).
La prima teoria sulla fusione nucleare fu fatta dal fisico Hans Bethe nel 1938 in base allo studio del sole. Infatti per spiegare gli elementi chimici prodotti all'interno del sole c'era un unico modo ed era quello della fusione tra protoni e nuclei. Per questa sua teoria vinse il Nobel nel 1967, e nel 1983 ci fu un'altro Nobel in questo campo per l'atrofisico americano William Fowler che approfondì lo studio delle reazioni nucleari nelle stelle.
Reattore a Fusione JetLa prima produzione di energia da fusione nucleare, invece, risale al 9 novembre 1991 inGran Bretagna dove il reattore a fusione sperimentale europeo (Jet) produsse, per la prima volta, energia da fusione nucleare. Questa fu la prima fusione controllata della storia(la seconda avvenne dopo due anni dal reattore Americano del tipo Tokamak), in passato infatti la fusione era raggiungibile solo in maniera non controllata nelle Bombe H (chiamate bombe a idrogeno o termonucleari).
DA DOTT. COTELLESSA
Reattore nucleare a fusione
Un reattore nucleare a fusione è un ipotetico sistema in grado di gestire una reazione di fusione nucleare in modo controllato. Allo stato attuale non esistono reattori nucleari a fusione operativi per produrre energia elettrica, ma gli unici impianti operativi sono piccoli impianti di ricerca in grado di sostenere la reazione di fusione nucleare per un tempo molto ridotto.
Si stanno effettuando ingenti investimenti in questo tipo di reattori anche se si ritiene che i primi impianti potranno essere operativi solo intorno al 2050.
Sviluppi attuali e futuri
Tra i vari progetti di ricerca il più ambizioso attualmente è il progetto internazionale ITER. Il progetto ITER punta a sviluppare un reattore sperimentale in grado di sostenere una reazione di fusione nucleare per diversi minuti. Il progetto ITER ha un budget di 16 miliardi di Euro e va sottolineato che non mira a produrre direttamente energia elettrica ma punta a dimostrare la capacità dell'impianto di sostenere una reazione nucleare controllata basata sulla fusione nucleare che produca più energia di quanta ne consumi.
Oggi è in corso la costruzione in scala 1:1 del primo reattore per la fusione del progetto ITER nel sito scelto di Cadarache in Francia è prevista la produzione del primo plasma entro il 2020 .
La produzione di energia elettrica verrà demandata al progetto successivo chiamato DEMO. DEMO si avvantaggerà dell'esperienza derivata dal progetto ITER e integrerà il reattore con tutte le infrastrutture necessarie alla produzione di energia elettrica in modo efficiente. Per ottenere una buona resa energetica il reattore del progetto DEMO dovrà essere necessariamente più grande del reattore ITER anche se le dimensioni definitive sono ancora oggetto di studio.
Dopo lo sviluppo del progetto DEMO si potranno progettare delle centrali nucleari a fusione per uso industriali che quindi tengano in debita considerazione anche gli aspetti economici legati alla realizzazione delle suddette centrali e che quindi siano convenienti anche dal punto di vista economico. La denominazione provvisoria in ambito europeo del progetto successivo a DEMO è PROTO.
Vantaggi
La reazione di fusione nucleare produce, come unico tipo di scoria, 4He che è un gas inerte e assolutamente non radioattivo (secondo la fisica nucleare è il nuclide più stabile possibile), inoltre le centrali a fusione nucleare non produrrebbero energia tramite combustione di combustibili fossili e quindi non inquinerebbero l'atmosfera e, soprattutto, non incentiverebbero l'effetto serra (di fatto non avrebbero emissioni di pericolosità rilevante). Inoltre dovrebbero essere in grado di ottenere grandi quantità di energia (la taglia prevista per DEMO è di 1000 MWe, per le centrali successive l'orientamento attuale è di non superare tale taglia unicamente per motivi infrastrutturali). Il peggior isotopo che potrebbe essere disperso nell'ambiente è il trizio che ha un tempo di dimezzamento di 12,3 anni, un periodo molto ridotto rispetto ad alcuni isotopi prodotti dalle centrali a fissione che possono dimezzarsi in migliaia di anni.
Dal punto di vista della sicurezza le centrali a fusione con confinamento magnetico, come ITER e DEMO, non hanno nessuna possibilità di avere un comportamento per cui la reazione possa continuare in assenza del contenimento del plasma. Questo garantisce molto nei confronti delle centrali a fissione, che comunque si basano su reazioni nucleari in cui è possibile avere una reazione a catena.
SEGUE SECONDA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
SECONDA PARTE
Svantaggi
La fusione richiede temperature di lavoro elevatissime, tanto elevate da non poter essere contenuta in nessun materiale esistente. Il plasma di fusione viene quindi confinato grazie all'ausilio di campi magnetici di intensità elevatissima. D'altra parte, per raggiungere le alte temperature necessarie a innescare e sostenere la reazione, vi sono varie tecniche possibili. Una delle più promettenti consiste nel concentrare sul plasma in cui deve avvenire la reazione di fusione fasci di onde elettromagnetiche ad elevata frequenza, comunque inferiore alla frequenza della luce visibile. Uno dei problemi attualmente (2007) più studiati è la costruzione delle antenne necessarie a generare questi fasci in ITER. Il tutto rende il processo difficile, tecnologicamente complesso e dispendioso.
I materiali che entrano nella reazione sono il deuterio, facilmente reperibile in natura, ed il trizio, che invece, a causa del suo breve periodo di decadimento, non è presente in natura. Questo comporta che sia la centrale a dover generare la quantità di trizio richiesta per le reazioni nucleari che dovranno produrre energia (per ITER è prevista una richiesta di trizio di circa 250 g/d, mentre per DEMO, che dovrà funzionare in continuo, la richiesta sarà sensibilmente più elevata). Il Trizio è comunque facilmente ottenibile facendo reagire il Litio con un neutrone. Pertanto uno dei componenti chiave della futura centrale energetica a fusione sarà il blanket, che è la parte di centrale in cui i neutroni di reazione
^2D+^3T \to\ ^4He+n
reagiscono con 6Li per formare trizio
^6Li+n \to\ ^4He+^3T
il problema di quale sia il miglior sistema per usare il Li nel blanket è completamente aperto ed oggetto degli studi in corso (2007) per DEMO. Dato che deve utilizzare i neutroni generati dal plasma, il blanket deve essere più vicino possibile al plasma stesso, quindi entro il volume in cui è generato il vuoto per conservare la purezza del plasma.
Ricerche sulla fusione nucleare boro-protone a confinamento laser
Nel 2004 scienziati russi, diretti da Vladimir Krainov, riuscirono a produrre una reazione di fusione nucleare controllata innescata dal confinamento laser, tra protoni (atomi d'idrogeno privi dell'elettrone) e atomi di boro, alla temperatura di 1 miliardo di kelvin, senza emissione di neutroni o qualsiasi altra particella radioattiva. Purtroppo l'energia richiesta dal laser supera di molto quella prodotta dalla reazione.
DA DOTT. COTELLESSA
Fusione fredda
La misteriosa reazione nucleare, che avviene con la fusione di atomi leggeri, viene ancora oggi studiata in molte parti del mondo. Perché é stata tanto ostacolata? A quali risultati sono arrivati i ricercatori? In questa breve rassegna, ipotesi e speranze per la risoluzione dei problemi energetici ed ecologici del pianeta Terra.
Il 25 marzo 1989 é la data storica in cui due coraggiosi ricercatori dell’Università di Salt Lake City (Utah - USA), Martin Fleischmann e Stanley Pons, annunciarono alla stampa l’aver trovato un modo molto semplice e poco costoso per produrre energia pulitissima: l’energia derivata dalla fusione di atomi di deuterio (isotopo dell’idrogeno) a bassa temperatura. In sostanza l’energia del futuro. Nonostante che i due scienziati disponessero di risultati ben documentati, successivamente riprodotti in più di duecento laboratori sparsi in tutto il mondo, si innescò una inconcepibile serie di polemiche ed anche qualcosa di più. Una campagna di disprezzo, in particolare, venne imbastita dai loro colleghi, studiosi della fusione calda , così denominata perché necessita di milioni di gradi di temperatura ed inoltre di ingenti risorse economiche. Ed anche la stampa e le riviste specializzate rivolsero pesanti critiche al loro operato. Il risultato fu che, dopo il terremoto scatenato dall’entusiasmo per l’annuncio rivoluzionario, seguì un crescente scetticismo, sconfinato in precise minacce per i due ricercatori. Essi scomparvero per alcuni mesi, fino a quando approdarono a Nizza. Qui stanno ancora lavorando per il loro progetto in un laboratorio privato finanziato con nove milioni di dollari dalla IMRA Europe S.A., impresa affiliata alla giapponese Toyota. Nella titanica lotta di interessi di ogni tipo, il movimento scientifico scaturito dalla fusione fredda é ancora vivo e i risultati raggiunti sono da tenere veramente nella più alta considerazione, nonostante che essi producano energia di tipo calorico, cioé una forma non nobile, ma pur sempre benedetta. Inoltre i ricercatori si incontrano annualmente per scambiarsi pareri e risultati. A differenza della tecnica studiata e portata avanti da circa 40 anni per attuare la fusione calda degli atomi di idrogeno, sfruttando enormi macchine capaci di far arrivare la temperatura interna anche a centinaia di milioni di gradi, la fusione fredda proposta da Fleischmann e Pons si basa sul principio dell’elettrolisi e sfrutta un’apparecchiatura semplicissima. Facendo passare elettricità tra due elettrodi, uno di palladio e l’altro di platino, immersi in acqua pesante D2 0 (dove D é il simbolo del Deuterio) si può produrre una quantità di energia molto superiore a quella immessa. Secondo quanto sinora accertato, nel reticolo cristallino del Palladio si crea una forma di fusione,
ancora misteriosa, tra i nuclei di deuterio. Il mistero é questo: come può avvenire una fusione tra due nuclei i quali, essendo dotati di stessa carica positiva, in realtà dovrebbero respingersi in maniera molto potente per effetto della forza coulumbiana?
SEGUE SECONDA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
SECONDA PARTE
Negli ultimi anni poi sono state sviluppate nuove tecniche che in verità hanno maggiormente aumentato il mistero, come l’uso di particolari accorgimenti sugli elettrodi soprattutto l’uso di acqua normale. Si, proprio l’acqua del rubinetto. Risultati sorprendenti mostrano rendimenti energetici addirittura del 900%. A qualcuno questo non va assolutamente bene. E allora si creano i problemi: ci sono in ballo ricchissimi brevetti e il Premio Nobel. Le teorie della "scienza" sentono in pratica il profumo dei soldi. non secondario é il problema economico: cosa succederebbe, tra l’altro, se tale reazione nucleare arrecasse del benessere a tutta la popolazione mondiale e nello stesso tempo risolvesse il crescente inquinamento del pianeta? Ci accorgiamo purtroppo che il vero problema é l’uomo. Sicuramente il suo spirito é ammalato. Uno spirito che ha portato la scienza in un vicolo cieco dove la saggezza é tuttora evanescente. Ci si chiede poi: é possibile oggi, ed era possibile nei decenni passati rimettere le cose al loro giusto posto per dare un futuro migliore ai nostri figli? La risposta é inesorabilmente affermativa, ma é la volontà dell’uomo che deve entrare in azione per far emergere concretezza e dignità. Dall’analisi storica di questa vicenda si può capire come le scelte abbiano potuto determinare una simile situazione, dove l’interesse personale o delle lobby, é sempre prevalso su quello della collettività. Di conseguenza il modo di produrre energia col metodo della combustione ha sempre avuto il sopravvento, ma i mezzi per cambiare li potevamo già avere sin dagli anni venti e addirittura anche prima. Per restare nel tema della fusione nucleare fredda, ricordiamo l’esempio del chimico tedesco Friedrich Paneth. Questo ricercatore, ancora sconosciuto, nell’anno 1926 pubblicò sull’ "Annuario della Società chimica tedesca" il rendiconto dei suoi esperimenti sulla fusione. Recentemente tali studi sono stati ripresi dal prof. Vyaceslav Alekseyev, direttore del Laboratorio sulle Energie Rinnovabili dell’Università di Mosca. Un altro avvenimento, che reputo di fondamentale importanza é lo studio che Enrico Fermi intraprese negli anni ‘30, per creare un generatore artificiale di neutroni. La nota, a firma di Amaldi, Rasetti e Fermi, venne pubblicata su "La Ricerca Scientifica" nel 1937 e dove si dimostrava la possibilità di sfruttare la reazione atomica:
D 2 + D 2 -------> He 3 + n 1
1 1 2 0
per produrre neutroni necessari per bombardare gli atomi. Per realizzare tale impianto Fermi ebbe necessità di usare acqua pesante, cioè un bersaglio contenente un’alta percentuale di Deuterio allo stato solido. Visto il notevole sviluppo di calore, si dovette ricorrere all’aria liquida per mantenere a bassissima temperatura il blocco di ghiaccio.
SEGUE TERZA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
TERZA PARTE
Forse tutto ciò non é una reazione di fusione nucleare fredda? Anzi, superfredda. Perché allora non venne mai proposta e applicata ? Andando avanti nel tempo, ci sono stati notevoli esempi di questo tipo di reazione, sfruttabile in vario modo, fino ad arrivare al fatidico 25 marzo 1989. Da quel momento centinaia e centinaia di ricercatori si sono costantemente impegnati, nonostante le notevoli avversità, per portare avanti uno dei migliori sistemi per produrre energia pulita. Nel Congresso di Nagoya (Giappone) del 1992, si sostenne che si doveva aprire un nuovo capitolo nella storia della fisica e cioé la nascita della "fisica nucleare dello stato solido". In questa occasione un medico della Pennsylvania (USA) e Presidente della Hydrocatalysis Power, Randell Mills, annunciò di essere riuscito ad ottenere, con acqua normale, risultati ancora migliori di quelli fino ad allora conseguiti e cioè una reazione con un rendimento del 900%.
Naturalmente anche in Italia ci sono alcune Università che studiato il fenomeno. Tra i ricercatori italiani dobbiamo citare, senza dubbio, il prof. Giuliano Preparata, uno degli uomini ancora capaci di lottare per la fusione a freddo e di denunciarne la pericolosa situazione di insabbiamento ed in particolar modo l’"intrappolamento" dell’ingegno di Fleischmann e Pons. Recentemente ha dichiarato: "Il fatto che la fusione a freddo sia una small science, e quindi difficile da governare da parte delle oligarchie scientifiche e finanziarie, ne ha permesso, nonostante tutto, la crescita a tal punto che oramai mi sembra molto improbabile che essa scompaia nel nulla, senza portare a maturazione nel giro di qualche anno le idee che ne permettono lo sfruttamento industriale su larga scala". In questi ultimi otto anni in effetti la ricerca ha raggiunto un accettabile livello nel cercare di creare energia a basso costo senza l’incubo dell’inquinamento o di altre diavolerie simili. Ma quando i risultati potevano avere già applicazione industriale, una mente invisibile é riuscita ancora a fermare i più audaci. Consola il fatto che molteplici scienziati, i nuovi apprendisti alchimisti, avessero nel loro spirito la volontà di rendere la vita più sana e più facile al loro prossimo. La natura ancora non ci svela completamente i suoi segreti, e questo perché il materialismo dell’uomo ancora non accetta le leggi dello spirito. E’ un nodo che dobbiamo sciogliere prima o poi perché l’evoluzione dell’uomo verte sulla conoscenza profonda della vita, in tutte le sue innumerevoli espressioni a forme, e sulle leggi che la governano. Rimane indelebile nella mia mente una dichiarazione di un insigne scienziato italiano, Gianfranco Valsé Pantellini: "Mendeleev ha parlato di elementi leggeri, elementi medi e elementi pesanti. Tutta la fisica atomica attuale é basata sull’uso di elementi pesanti. Però il fondamento della FISICA ATOMICA della NATURA, il meccanismo base che consente lo scorrere della vita é dato proprio dagli elementi leggeri e dalla loro suscettibilità di trasmutare a bassa energia".
FONTE: STAR NIELL -http://digilander.iol.it/StarNiell/
http://www.disinformazione.it/fusionefredda.htm
DA DOTT. COTELLESSA
FUSIONE NUCLEARE: AFFIDATA A ENEA, CNR E CONSORZIO RFX LA REALIZZAZIONE DI IMPIANTI DI ALTA TECNOLOGIA NELL’AMBITO DI UN ACCORDO DI COOPERAZIONE EUROPA - GIAPPONE
Nel dicembre 2009, si sono dati appuntamento a Padova esperti giapponesi ed europei per discutere le modalità di realizzazione delle attività di cooperazione tra Europa e Giappone nel campo della ricerca sulla fusione nucleare.
Queste attività si inseriscono in un quadro più ampio di ricerche che hanno come obiettivo quello di acquisire le conoscenze necessarie per costruire un primo reattore a fusione nel più breve tempo possibile.
Oltre alla costruzione di ITER, il primo reattore sperimentale che dovrà dimostrare la fattibilità scientifica e tecnologica dell’energia da fusione, sono previste infatti molteplici attività di R&D su impianti satellite di minore impegno economico, tra questi il nuovo tokamak giapponese JT60-SA, e la realizzazione di IFMIF, progettato per studiare e definire i materiali del futuro reattore a fusione, insieme a un intenso programma di fisica e tecnologia sulle macchine sperimentali esistenti.
Nell’ambito del programma internazionale di ricerche sulla fusione, nel 2007, l’Unione Europea e il Giappone hanno firmato un accordo, chiamato, “Broader Approach” che riguarda la cooperazione su tre grandi progetti di ricerca. L’Italia vi partecipa attraverso l’ENEA, il CNR e l’INFN.
Durante l’incontro è stato firmato l’accordo di collaborazione tra il CNR e l’Agenzia Europea per ITER, F4E, per la realizzazione, affidata al Consorzio RFX, di due sistemi delle alimentazioni elettriche di un impianto sperimentale giapponese denominato JT60-SA, progettato per eseguire prove e sviluppare concetti per nuovi scenari operativi in parallelo ad ITER.
Le apparecchiature messe a punto dai ricercatori padovani riguardano il sistema di protezione dei magneti superconduttori e il sistema di alimentazioni per il controllo della configurazione magnetica del tokamak giapponese. Una tecnologia di altissimo livello per la quale si prevede complessivamente un costo di investimento pari a circa 15 Milioni di Euro.
Sempre a Padova è stata avviata una seconda attività di cooperazione tra Europa e Giappone, per la realizzazione del principale componente dell’acceleratore di IFMIF. Per questo sistema, la cui progettazione e realizzazione è affidata ai laboratori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Legnaro (PD) e per la quale si attende a breve la firma del relativo accordo di collaborazione, è previsto un investimento complessivo pari a circa 25 Milioni di Euro.
Il gruppo padovano per ricerche sulla fusione conferma così un ruolo di primo piano in un contesto di collaborazioni internazionali, partecipando non solo alle attività del progetto ITER ma anche alla realizzazione di impianti complementari nell’ambito dell’accordo di collaborazione tra Europa e Giappone.
L’ENEA partecipa con i centri di Frascati e del Brasimone a tutti e tre i progetti del Broader Approach, contribuendo alla realizzazione dei magneti superconduttori e al sistema di alimentazioni elettriche di JT60-SA, al bersaglio in litio di IFMIF e allo sviluppo di materiali per IFERC, il centro internazionale di ricerca sulla fusione. L’impegno complessivo per queste attività è di circa 50 milioni di Euro.
Il Consorzio RFX, nasce dalla collaborazione tra ENEA, CNR, Università di Padova, INFN e Acciaierie Venete S.p.A. e rappresenta una realtà dinamica per competenza e capacità realizzativa.
DA DOTT. COTELLESSA
FUSIONE NUCLEARE IN FRANCIA O IN GIAPPONE ?
L'accordo definitivo sulla scelta del luogo in cui costruire la prima centrale nucleare a fusione della storia sembra essere ancora oggetto della negoziazione politica tra Russia, Ue e Cina da una parte e Giappone, Corea e Usa dall'altra
Va specificato che la fusione nucleare non deve essere confusa con le attuali centrali nucleari basate invece sulla fissione nucleare.
Le tecnologia della fusione permette la produzione di energia elettrica in modo pulito, senza rischi d'incidente dovuti alla reazione a catena, senza alcun legame con la produzione di armi atomiche e con una minore pericolosità delle scorie nucleari. Per completare il quadro positivo basti ricordare che la materia prima della fusione è tratta semplicemente dall'acqua. Un quadro che di per sé giustifica l'interesse dei sei paesi a dare inizio alla costruzione della prima centrale a fusione della storia.
Gli Stati Uniti propendono per la realizzazione della prima centrale a fusione ITER in Giappone.
L'Unione Europea resta ferma nella scelta di una località francese, probabilmente Caradache a nord di Marsiglia. Attualmente la fase negoziale è in corso e non è possibile fare alcuna previsione sull'accordo finale. Sicuramente ci si trova dinnanzi ad una tipica convergenza parallela in cui tutti i paesi partners hanno l'interesse che il progetto parta al più presto seppure in presenza di diversità politiche non trascurabili. L'ottimismo e l'entusiasmo per la fusione nucleare dell'ITER potrebbe far sorvolare sopra le diverse posizioni che tendono comunque a smorzarsi.
"The EU proposals were not accepted but they weren't rejected either, which is a good sign in itself" ha dichiarato con ottimismo il portavoce della Commissione Europea, Fabio Fabbi.
Va comunque sottolineata una maggiore determinazione da parte dell'Unione Europea nel portare avanti il progetto ITER indipendentemente dai partners esterni nell'eventualità in cui i negoziati in corso dovessero subire un rallentamento. Anche su questo sono abbastanza chiare le dichiarazioni di Fabio Fabbi:
"Our priority is to get an agreement with the largest number of participants and if possible with all six partners." (...) "If there is no agreement, we'll have to think over how we go ahead with a maximum number of partners who want to participate,"
La tecnologia della fusione nucleare resterà, comunque, in una lunga fase sperimentale. La produzione di energia elettrica per uso civile diventerà una concreta opzione energetica soltanto dal 2030-2050. A metà del secolo in corso potremo pertanto affermare di essere giunti ad un'energia nucleare veramente pulita e sicura. Nel frattempo, non ci resta che investire sulle forme di energia rinnovabili.
DA DOTT. COTELLESSA:
ITER (in origine International Thermonuclear Experimental Reactor, in seguito usato nel significato originale latino, cammino) è un progetto internazionale che si propone di realizzare un reattore sperimentale a fusione nucleare in grado di produrre più energia di quanta ne consumi per l'innesco e il sostentamento della reazione di fusione. Nello specifico, ITER è un reattore deuterio-trizio in cui il confinamento del plasma è ottenuto in un campo magnetico all'interno di una macchina denominata Tokamak.
La sua costruzione è attualmente in corso a Cadarache, nel Sud della Francia ad opera di un consorzio internazionale composto da Unione europea, Russia, Cina,Giappone, Stati Uniti d'America, India e Corea del Sud. Il costo previsto per il progetto è di 15 miliardi di euro (aumentati nel 2009 a partire da una stima originale di 10 miliardi).
ITER è un reattore sperimentale, il cui scopo principale è il raggiungimento di una reazione di fusione stabile (500 MW prodotti per una durata di circa 60 minuti) validando e, se possibile, incrementando le attuali conoscenze sulla fisica del plasma. L'energia in eccesso ottenuta dalla reazione nucleare non sarà immessa sulla rete elettrica, né utilizzata per scopi commerciali. Nel corso della costruzione e dell'esercizio di ITER saranno collaudate molte delle soluzioni tecnologiche necessarie per il futuro prototipo di centrale elettrica a fusione, denominato DEMO.
Stato attuale
La scelta del sito di Cadarache (Francia) come luogo per la costruzione di ITER è stata annunciata ufficialmente il 28 giugno 2005. Nel 2006 sono iniziati i lavori preparatori per i vari cantieri e l'adeguamento del collegamento con la costa; la sede stradale è stata ampliata e modificata così da consentire il passaggio dei carichi eccezionali rappresentati da varie parti del reattore assemblate all'estero e spedite via mare.
Nel corso del 2009 è stata ultimata la costruzione della vasta spianata (400m x 1000m) su cui sorgeranno l'impianto e i laboratori di ricerca. All'inizio di agosto del 2010 sono iniziati i primi lavori di scavo per la costruzione degli edifici che ospiteranno il tokamak, la zona di assemblaggio dei magneti e la direzione.
L'edificio di assemblaggio dei magneti è stato completato nella primavera del 2012; nello stesso periodo sono stati completati e testati la sottostazione elettrica e il relativo allacciamento alla rete ad alta tensione francese, infrastrutture necessarie a fornire l'energia richiesta per alimentare l'impianto.
Nell'estate del 2012 sono iniziati i lavori di scavo per l'edificio di assemblaggio principale adiacente alla camera del tokamak, mentre sono state completate le fondamenta del tokamak e l'edificio della direzione.
Nell'ottobre 2012 è iniziato il trasferimento del personale nei nuovi uffici della direzione, ufficialmente inaugurati il 17 gennaio 2013. A regime l'edificio ospiterà circa 500 persone. È previsto un successivo ampliamento della struttura, fino a raggiungere una capacità di circa 800 persone.
L'edificio che conterrà il tokamak sarà costruito nel corso del 2013. A partire dall'inizio dell'anno sono state posate le fondamenta della camera di assemblaggio e del laboratorio criogenico, due strutture accessorie che fanno parte dell'edificio del tokamak.
Il picco di attività nella costruzione del reattore dovrebbe verificarsi nel 2014, con più di 3000 operai contemporaneamente operativi nei vari cantieri del complesso.
Secondo la tabella di marcia, il primo plasma dovrebbe essere generato entro la fine del 2020
SEGUE SECONDA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
SECONDA PARTE
Specifiche Tecniche
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/77/ITER-img_0237_II.jpg/300px-ITER-img_0237_II.jpg
Modello dell'ITER. Notare le dimensioni del toroide paragonate a quelle del tecnico in tuta bianca in basso a destra
I dati tecnici del tokamak sono i seguenti:
Altezza edificio: 24 m
Larghezza edificio: 30 m
Raggio esterno del plasma: 6,2 m
Raggio interno del plasma: 2 m
Temperatura di plasma: 1,5 × 108 K
Potenza in uscita: 500-700 MW
Volume di plasma: 837 m³
Superficie del plasma: 678 m²
Campo magnetico toroidale al raggio maggiore del plasma: 5,3 T
Durata dell'impulso di fusione: > 300 s
Rendimento: > 10
Il superamento della soglia del bilancio energetico della fusione (criterio di Lawson) è un obiettivo primario, finora mai raggiunto, propedeutico a un uso della fusione per la produzione di energia per uso civile. Grazie alle specifiche tecniche di cui sopra, si ritiene che ITER possa produrre energia in quantità almeno 10 volte superiore a quella necessaria per innescare e sostenere il processo di fusione.
In una fase iniziale, l'energia in sovrappiù prodotta dal plasma sarà asportata con uno shielding blanket (mantello protettivo) refrigerato ad acqua. Almeno fino al 2025 non è previsto l'inserimento nella macchina di un breeding blanket (mantello per la produzione di trizio). Il trizio necessario per il mantenimento della reazione di fusione (circa 240 g/giorno) dovrà essere approvvigionato da fonti esterne, probabilmente dai reattori canadesi CANDU, considerando che le altre possibili fonti sono sotto controllo militare.
SEGUE TERZA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
TERZA PARTE
Obiettivi della fisica
Gli obiettivi di ITER passano anche attraverso il superamento di alcuni obiettivi di fisica di un plasma ad alta temperatura di deuterio-trizio. Questi obiettivi si possono così riassumere:
dimostrare la fattibilità di operare con plasmi aventi caratteristiche vicine a quelle di un plasma da fusione; in particolare, dimostrare che leparticelle alfa, prodotte dalle reazioni di fusione, siano in grado di riscaldare efficientemente la parte centrale del plasma stesso;
dimostrare l'efficacia del sistema di rimozione delle particelle alfa in eccesso dal centro del plasma: esso è basato su una configurazione a X del campo magnetico. Questa configurazione permette l'utilizzo di un componente della macchina come bersaglio per le particelle cariche pesanti: questo componente è indicato come divertore. Il divertore è già utilizzato negli esperimenti tokamak esistenti, ma non è stato mai utilizzato nelle condizioni di alti flussi termici che saranno tipiche di ITER;
testare i sistemi di riscaldamento del plasma, in particolare le antenne a radiofrequenza e gli iniettori di atomi neutri; verificare l'interazione di questi metodi di riscaldamento con le particelle alfa prodotte dalla fusione.
Positività di ITER
Numerosi sono gli aspetti positivi legati al programma ITER, fortemente connaturati al processo stesso di fusione nucleare:
ottima alternativa di fronte all'esaurimento ed all'insostenibilità ambientale delle fonti fossili (Petrolio, Carbone, Gas, etc);
il deuterio che interviene nelle reazioni di fusione abbonda in natura ed è reperibile negli oceani, fatto questo che potrebbe almeno in parte contrastare l'aumento di conflitti globali per l'accaparramento di fonti energetiche naturali;
elimina i problemi legati alla fissione nucleare in materia di sicurezza dell'impianto: il reattore può infatti funzionare solo se mantenuto sotto controllo, altrimenti si spegne immediatamente;
nessun rischio di proliferazione nucleare, in quanto il reattore per fusione, a differenza di alcuni tipi di reattori a fissione, non ha alcuna utilità nella produzione di combustibili a fini bellici;
la quota di energia prodotta in surplus rispetto alla soglia di bilancio energetico non comporta alcuna emissione di gas serra. Una quota di gas serra può essere tuttavia emessa per la produzione dell'energia necessaria all'innesco e al sostentamento della fusione, nel caso in cui questa energia provenga da fonti a cui è associata un'emissione di gas serra;
nessun trasporto di materiale contaminante: deuterio e litio (da cui si ricava il trizio) abbondano in natura.
DA DOTT. COTELLESSA
Asg Superconductors, commessa giapponese per il reattore a fusione nucleare
Commessa da 20 milioni di euro per Asg Supeconductors nell'ambito del progetto internazionale 'JT60SA' condotto in Giappone, a Naka, vicino Tokyo. L'azienda hi-tech ligure e l'Enea hanno annunciato l'avvio di una collaborazione per il progetto di ricerca su dispositivi ad alta tecnologia, le bobine toroidali superconduttive, da utilizzare per il progetto internazionale del reattore Iter destinato alla fusione nucleare.
Il progetto prevede la progettazione, la realizzazione e l'assemblaggio di bobine toroidali superconduttive che saranno prodotte presso lo stabilimento di Genova Campi. "Poter contare su due stabilimenti a Genova e la Spezia - ha detto all'Ansa il presidente Asg, Davide Malacalza- ci consente di affrontare con serenità i processi produttivi per le commesse internazionali acquisite negli ultimi due anni".
DA DOTT. COTELLESSA
Progetto ITER
Il reattore sperimentale a fusione ITER è realizzato nell’ambito di una collaborazione internazionale da Europa, Giappone, Stati Uniti, Russia, Cina, India e Corea, con i seguenti obiettivi:
ottenere un guadagno di potenza Q ≥ 10 in un plasma induttivo (in cui la corrente nel plasma è indotta dal trasformatore) per tempi sufficientemente lunghi (400 s).
Dimostrare Q ≥ 5 in cicli operativi lunghi fino, se possibile, all’operazione stazionaria, ed esplorare le condizioni di ignizione controllata;
integrare le tecnologie essenziali per il reattore a fusione (magneti superconduttori, telemanipolazione), provare componenti del reattore a fusione (divertore) e moduli di mantello triziogeno per DEMO.
DAL DOTT. COTELLESSA
E’ utile aggiornare la panoramica sulle iniziative in generale sull’uso dell’energia nucleare.
E' IN STUDIO AVANZATO UN NUOVO REATTORE NUCLEARE IBRIDO
E’ in studio avanzato negli Stati Uniti un nuovo reattore nucleare che mette tutti d'accordo. Si chiama Compact Fusion Neutron Source (CFNS) e, frutto degli studi condotti all'Institute for Fusion Studies dell'Università del Texas, è l'unico che in un colpo solo elimina il problema energetico, quello del confinamento degli atomi di uranio e dello smaltimento dei rifiuti radioattivi.
Il reattore produce neutroni attraverso fusione nucleare e immediatamente utilizzati per incrementare la reazione di fissione: questo permette alla centrale di smaltire autonomamente, e senza conseguenze, la quasi totalità dei rifiuti radioattivi. Il processo di fusione non serve dunque per la produzione diretta di energia ma per smaltire il 99% delle scorie della fissione: ma da questo progetto si ottengono poi grandissimi quantitativi di energia.
La nuova ipotetica centrale ibrida avrebbe inoltre il vantaggio di poter sfruttare uranio e torio non arricchiti, rendendo meno complicato regolare la reazione nucleare e allontanare l'incubo di gravi incidenti.
Insomma queste nuove centrali CFNS sembrano avere tutte le carte in regola per conquistare anche gli attivisti anti-nucleare.
FISSIONE NUCLEARE
L'energia viene prodotta dalla rottura di nuclei pesanti (Uranio e Plutonio). Questa tecnologia ha oltre mezzo secolo e malgrado sia diventata molto più sicura mantiene tutt'oggi dosi di rischio.
La fissione produce scorie radioattive. Il problema del loro stoccaggio non è stato risolto in maniera definitiva.
E' difficile, con questa tecnologia, distinguere l'interesse per un nucleare civile (uso energetico) da quello militare (armi atomiche). Molta preoccupazione suscita nel mondo il programma nucleare in Iran dove si sta costruendo una centrale atomica con l'aiuto della Russia e più ancora quello della Corea del Nord.
Terza generazione plus
European Prusserized Reactor
Queste nuove centrali sono la variante francese del sistema Pwr (Pressurized Water Reactor) brevettato dalla Westinghouse. "E" in effetti sta per "enhanced", sono state cioè migliorate le caratteristiche di sicurezza e resa energetica. Con questa tecnologia, la Areva, multinazionale da 12 miliardi di fatturato di cui lo stato francese ha il 90%, sta costruendo due centrali nucleari in Normandia, una a Flamanville e l'altra a Penly, e una terza ad Olkiluoto in Finlandia in joint-venture con la tedesca Siemens.
AP1000
Anche questo progetto nippo-americano di Westinghouse-Toshiba (la società giapponese ha acquistato la Westinghouse per 5,4 miliardi di dollari nel febbraio 2006), prevede reattori di terza generazione la cui vita media è valutata in sessanta anni, quanto basta perchè arrivino sul mercato i reattori di quarta generazione.
SEGUE SECONDA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
SECONDA PARTE
Quarta generazione
Secondo l'ENEA converrebbe puntare sulla quarta generazione e guardare 20-40 anni avanti. Le nuove centrali renderanno utilizzabile non solo l'Uranio 235 ma anche l'Uranio 238. Ciò prolungherebbe da 100 a 10.000 anni lo sfruttamento delle riserve accertate.
Non solo, la vita dei nuovi reattori è destinata ad allungarsi (dagli attuali 30 anni al doppio). Ma soprattutto garantiranno la cosiddetta "sicurezza intrinseca" (è la macchina ad impedire l'incidente, il reattore si spegne) e la percentuale delle scorie rispetto al materiale usato si abbatte dall'80 al 20 per cento.
L'ENEA è presente in questa tecnologia e l'Italia in prospettiva potrebbe acquisire una posizione di leadership.
Tempi molto più stretti potrebbero verificarsi con il progetto Italo-Russo di centrali di quarta generazione all'indomani della firma di un accordo tra la società milanese Del Fungo Giera Energia e l'agenzia russa per l'energia atomica RusEuratom. L'accordo prevede infatti lo sviluppo di un particolare tipo di reattore raffreddato a piombo fuso che combinerebbe insieme tecnologie russe, già collaudate nei sommergibili nucleari e i brevetti messi a punto dal gruppo milanese nell'ambito della ricerca sui reattori di IV generazione. L'obiettivo è quello di creare reattori rivoluzionari sotto il profilo tecnologico che dovrebbero rimpiazzare quelle tradizionali istallati nelle centrali russe.
Secondo alcune ipotesi il via operativo al primo reattore di IV generazione potrebbe arrivare non prima di cinque o sette anni, ma già nei prossimi mesi potrebbe essere pronto il primo esemplare sperimentale.
Se davvero fosse così lo scenario tecnologico cambierebbe radicalmente.
FUSIONE NUCLEARE
Le centrali nucleari tradizionali si basano sulla fissione nucleare, cioè sulla scissione dell'atomo di uranio per produrre radiazioni gamma e quindi energia.
Un altro modo di produrre energia è la fusione nucleare, cioè l'unione di nuclei leggeri, deuterio e trizio, due isotopi dell'idrogeno, usando temperature estremamente elevate, cioè lo stesso processo che alimenta il sole e le stelle. Molti scienziati credono che questa tecnologia sia fattibile e una volta realizzata presenterà i seguenti vantaggi:
energia illimitata, niente radioattività, zero emissioni.
La fusione nucleare non solo genera più energia ma produce molto meno scorie rispetto agli attuali impianti tradizionali.
La Francia attualmente ospita il progetto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) nel sito di Cadarache nel sud del Paese. Il progetto prevede un budget di spesa di 12 miliardi di dollari ed è una joint-venture tra l'Unione Europea, USA, Russia, Giappone, Sud Korea, Cina e India.
Questo progetto ha un ottica di 40 anni, se tutto andrà bene l'elettricità ottenuta dalla fusione nucleare sarà disponibile entro il 2045 e secondo l'ENEA, che partecipa al programma, si avranno ricadute industriali avanzatissime.
DA DOTT. COTELLESSA
The ITER Tokamak is a one-of-a-kind device and one of the most complicated machines ever engineered. Image credit: ITER Organization
The ITER Organization has overall responsibility for the successful integration and assembly of components delivered to the ITER site by the seven ITER Members. This includes the assembly of the ITER Tokamak, with its estimated one million components, and the parallel installation and integration of plant systems such as radio frequency heating, fuel cycle, cooling water and high voltage electrical systems.
Components provided by the ITER Members as in-kind contributions will be assembled on site in pre-determined sequences. The first manufactured components will be delivered to the ITER site in 2014—from that moment until commissioning of the ITER Tokamak in 2019, the order and timeline for assembly events has been carefully planned in an assembly schedule that contains 40,000 lines (for machine assembly alone). Assembly operations will require 1.5 million man hours extending over a period of four years
The ITER Tokamak: An engineering and logistics challenge
Thirty metres in diameter and nearly as many in height, the ITER Tokamak will house a large number of sub-systems and components. The size and weight of the major components, the tiny tolerances and careful handling required for the assembly of huge and unique systems, the diversity of manufacturers, the tight schedule ... all of these elements combine to make ITER an engineering and logistics challenge of enormous proportions.
"Clean areas" for machine assembly are controlled to maintain air at a uniform temperature of 20°C (winter) to 25°C (summer) +/- 2°C and relative humidity <70%. A dedicated HVAC (heating, ventilation and air conditioning) system and anti-dust coating on the floor of the Tokamak Building will contribute to maintaining the air quality required by the assembly operations for the ITER vacuum components.
The principal assembly activities will be performed in the Tokamak Building, where the ITER device will be installed inside of a partially embedded, concrete bioshield. For the duration of assembly activities, the Tokamak Building will be operated as a "clean area" (see box) and maintained at a constant temperature to avoid dimensional changes in the largest components. Pre-assembly activities will take place in the adjacent Assembly Building.
SEGUE SECONDA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
SECONDA PARTE
Assembly of the ITER Tokamak will proceed in a "bottom-up" fashion.
Beginning with the base section of the cryostat—the single largest and heaviest component of the ITER machine—assembly operations will continue with the lower cryostat components, the nine large, 40° sub-assembled sectors (made up of a vacuum vessel sector, surrounding thermal shields, and two toroidal field coils), and finally the components at the top of the machine.
Click to view the video...
Accurate alignment of tokamak components, particularly of the magnet system and in-vessel components, is essential to the successful operation of the machine. Assembly sequences have been planned with this in mind, and will utilize sophisticated optical metrology techniques at each step of the assembly process. Dimensional control will be critical to ensuring that tolerances are adhered, and to recording the "as-built" status of the machine, which will be directly compared against ITER's Computer-Aided-Design (CAD) models in order to correct eventual deviations in alignment before they accumulate.
DA DOTT. COTELLESSA
Cryogenics
The ITER cryogenic system: 50 cold boxes, 3 kilometres of cryolines, and 4,500 components. Cooling power will be distributed via a complex system of multi-pipe cryogenic transfer lines and cryogenic distribution boxes. (Click to view larger version...)
The ITER cryogenic system: 50 cold boxes, 3 kilometres of cryolines, and 4,500 components. Cooling power will be distributed via a complex system of multi-pipe cryogenic transfer lines and cryogenic distribution boxes.
Cryogenic technology will be extensively used at ITER to create and maintain low-temperature conditions for the magnet, vacuum pumping and some diagnostics systems.
The ITER magnets will be cooled with supercritical helium at 4 K (-269°C) in order to operate at the high magnetic fields necessary for the confinement and stabilization of the plasma. They will be surrounded by a large cryostatand an actively-cooled thermal shield with a forced flow of helium at 80 K. Additionally, large cryoabsorption panels cooled by 4 K supercritical helium will be used to achieve the high pumping rates and vacuum levels in the cryostat and torus.
A cryoplant on the ITER platform will produce the required cooling power, and distribute it through a complex system of cryolines and cold boxes that make up thecryodistribution system.
The cryoplant is composed of helium and nitrogen refrigerators combined with a 80 K helium loop. Storage and recovery of the helium inventory (25 tons) is provided in warm and cold (4 K and 80 K) gaseous helium tanks. Three helium refrigerators supply the required cooling power via an interconnection box providing the interface to the cryodistribution system. Two nitrogen refrigerators provide cooling power for the thermal shields and the 80 K pre-cooling of the helium refrigerators. The ITER cryogenic system will be capable of providing cooling power at three different temperature levels: 4 K, 50K and 80K.
SEGUE SECONDA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
SECONDA PARTE
Helium exists in a liquid form only at extremely low temperatures. A bath with liquid helium boiling 4.2 K at ambient pressure—and lower at decreasing pressures—provides the cold source to extract and transfer heat from the components to the cryoplant. Forced-flow supercritical helium circulates through ITER components to remove heat and provides the required low temperature environment.
The distribution of cooling power is accomplished through cryodistribution boxes with helium circulating pumps for the cooling of the magnets and cryopumps, and a complex system of cryogenic transfer lines—located both within the Tokamak Building, within the Cryoplant buildings, and between the two.
The cryogenic system has been designed to guarantee cooling and stable operation for ITER magnets, cryopumps and thermal shields despite unprecedented dynamic heat loads due to magnetic field variations and neutron production from the pulsed fusion reactions. It will operate over a wide range of ITER plasma scenarios, from short plasma pulses (a few hundred seconds) with enlarged fusion power (700 MW) to long plasma pulses of 3,000 s with 365 MW of fusion power. Prior to operation, the ITER cryogenic system will provide the gradual cooldown and fill of the magnets and thermal shields and the cooldown of the cryopumps that are used to achieve vacuum in the cryostat and vacuum vessel.
The ITER cryogenic system will be the largest concentrated cryogenic system in the world with an installed cooling power of 65 kW at 4.5K (helium) and 1300 kW at 80K (nitrogen). After the Large Hadron Collider at CERN, it is the largest cryogenic system ever built. The design of the ITER cryogenic system was validated during tests at existing facilities around the world.
DA DOTT. COTELLESSA
Antonio Della Corte “L’ENEA è leader mondiale nella realizzazione di cavi superconduttori per la fusione nucleare. In futuro non ci potrà essere energia senza magneti s.c. perché una volta caricati non consumano energia, le prossime macchine a fusione utilizzeranno intensivamente i magneti superconduttori, in questo modo saranno in grado di produrre energia senza consumarne più di quella prodotta”.
Anche JT60SA, il progetto satellite di ITER in costruzione in Giappone, dovrà affidarsi alle proprietà dei superconduttori per andare incontro al destino che il suo stesso nome evoca, un reattore a fusione “Super” e “Avanzato”.
I magneti superconduttori di JT60SA garantiscono l’adeguato confinamento del plasma in uno spazio e per un tempo limitato: in 100 secondi l'energia sprigionata dalla reazione dovrà compensare quella utilizzata e dispersa.
Per funzionare i cavi superconduttori vengono portati al di sotto della loro temperatura critica cioè meno 270 gradi Celsius, 4,2 gradi Kelvin, grazie ad un criostato che contiene elio liquido, uno dei gas più rari e costosi sulla Terra.
Ora la resistenza elettrica è nulla e i supermateriali sviluppano potenti campi magnetici.
Se utilizzassimo materiali tradizionali come il rame tutta l’energia prodotta dal reattore verrebbe consumata per l’alimentazione elettrica dei magneti.
Al Centro Ricerche ENEA di Frascati gli scienziati del Laboratorio Bassa Temperatura Critica sono stati incaricati di gestire progettazione, produzione e collaudo delle 18 bobine superconduttive del reattore euro-nipponico.
Il laboratorio, unico in Italia, si occupa di misure e caratterizzazione di materiali, dispositivi e componenti. Un’attività cruciale che ENEA svolge a livello mondiale per industria ed enti di ricerca. Recente la commessa da 20 milioni di euro ottenuta in collaborazione con l’italiana ASG Superconductors, erede della tradizione industriale di Ansaldo.
SANDRO CHIARELLI (ENEA) “L’apparato sperimentale che abbiamo allestito presso il nostro laboratorio serve a testare il giunto superconduttore realizzato dalla ASG di Genova per la realizzazione di magneti superconduttori del reattore JT60. Come potete vedere questo giunto è alimentato da questi due discendenti di corrente che servono a trasportare la corrente elettrica di alimentazione a 20.000 Ampere ad una temperatura di 4.2 Kelvin che è poi la temperatura di funzionamento del magnete superconduttore”.
Per JT60SA è iniziato il conto alla rovescia.
Il precursore di ITER, previsto dal “Broader Approach” l’accordo Europa-Giappone da 680 milioni di euro, brucerà il primo plasma nel 2019.
Ora la sperimentazione può proseguire.
A ITER il testimone.
La strada della ricerca è stata tracciata.
DA DOTT. COTELLESSA
Laboratorio Misure Elettriche
Superconduttività dell’ENEA di Frascati si effettuano misure di correnti critiche al variare del campo magnetico sia in bagno d’elio liquido (4.2K) sia a temperatura variabile.
Corrente critica al variare del campo magnetico in elio liquido
Tipiche caratteristiche V-I misurate a 4.2KTipiche caratteristiche V-I misurate a 4.2K a diversi campi
magnetici di background su uno strand multi-filamentare
in Nb3Sn
In tale sistema si possono caratterizzare fili a bassa Tc, sia come "strand" singoli sia come triplette, conduttori 3x3 e sub-cavi, avvolti su porta-campioni standard ITER in Ti-Al-Va o in acciaio inossidabile in funzione del campo magnetico alla temperatura di 4.2K.
Il campione è soggetto ad un campo magnetico costante nel tempo, con un’uniformità dello 0.1%, con un valore fino a 14.5T per un porta-campioni con diametro di 60mm o ad un campo magnetico più intenso, fino a 16T, utilizzando un porta-campioni da 35mm.
Il campione, immerso nello stesso bagno d’elio liquido del solenoide che produce il campo magnetico di background, può essere alimentato con correnti fino a 3.5 kA.
Misure analoghe possono essere effettuate con altri alimentatori fino a raggiungere i 20kA sul campione. Campioni di maggiori dimensioni possono essere comunque misurati, ma in tal caso i criostati utilizzati sono privi del magnete che produce il campo di background.
Corrente critica al variare del campo magnetico e della temperatura
I laboratori di caratterizzazioni elettriche sono dotati di due facilities per la misure di trasporto in funzione della temperatura, oltre che del campo, denominate VTI (Variable Temperature Insert). Essenzialmente sono costituite da due criostati provvisti di magneti superconduttivi in NbTi con inserti in Nb3Sn che generano il campo di background, raffreddati in bagno d’elio.
In entrambi è inserita una camera termicamente isolata dal bagno, l’inserto a temperatura variabile per l’appunto, che ospita il campione da misurare; tramite una valvola a spillo l’elio del bagno viene introdotto nella camera e scaldato, così da stabilizzare il campione alla temperatura desiderata.
Nel primo VTI la temperatura del campione può essere variata nel range 3K - 100K, ed il campo magnetico di background da 0T a 12T. In questo sistema si possono misurare le correnti critiche di fili avvolti, lunghi fino ad 1m e di circa 1mm di diametro, mantenendo il campo esterno perpendicolare all’asse del filo, oppure di porzioni di materiale bulk o film, lunghi fino a 3cm, per campi esterni perpendicolari alla faccia del campione. Il bore del criostato è di 80mm e la corrente massima è pari a ~300A. A temperature prossime a quella dell’elio liquido l’oscillazione della temperatura durante la misura è inferiore a ±0.01K.
L’uniformità del campo magnetico è almeno dello 0.1%.
Nel secondo VTI, principalmente usato per campioni ad alta Tc, la temperatura del campione può variare da 4.2K fino alla temperatura ambiente ed il campo di background da 0T a 12T.
SEGUE SECONDA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
SECONDA PARTE
Dipendenza della densità di corrente critica dall’angolo tra la direzione del
campo magnetico applicato e la normale alla superficie del film misurata a
77K su film sottili di YBCO con sostituzioni di Ca e BaZrO3.
I campioni possono essere montati con due differenti configurazioni geometriche: nella prima il campo magnetico applicato è ortogonale sia alla superficie dei campioni che alla corrente che scorre in essi, in modo da realizzare la configurazione di massima forza di Lorentz; nella seconda è possibile variare l’angolo di incidenza del campo magnetico rispetto alla normale alla superficie del campione, mantenendo invariata la condizione di massima forza di Lorentz. In entrambi i casi la corrente di bias è limitata tra i 0.2A ÷ 0.5 A, a seconda della temperatura operativa. Il bore del criostato è di 46.9 mm.
Nel laboratorio è presente anche un Cryocooler a ciclo chiuso di elio gas con dito freddo comandato da un termoregolatore tipo ITC503 per l’acquisizione delle curve di resistenza in funzione della temperatura.
DA DOTT. COTELLESSA
Condizioni per la fusione termonucleare controllata
Per ottenere in laboratorio la fusione termonucleare controllata, con un bilancio energetico positivo, è necessario riscaldare un plasma di deuterio-trizio a temperature molto alte (100 milioni di gradi, più di sei volte la temperatura all' interno del sole), mantenendolo confinato in uno spazio limitato per un tempo sufficiente a che l'energia liberata dalle reazioni di fusione possa compensare sia le perdite, sia l'energia usata per produrlo.
Occorre cioè soddisfare le condizioni espresse dal Criterio di Lawson, condizioni che dipendono dalla temperatura del plasma.
Nel caso di un plasma di deuterio-trizio a 100 milioni di gradi, (pari a circa 10 KeV di energia) a basso contenuto di impurità, il Criterio di Lawson afferma che il prodotto della densità di particelle del plasma per il tempo di confinamento deve esser maggiore di 3x1020 m-3 s.
A temperature così elevate il problema diventa, come confinare il plasma in un recipiente.
In linea di principio il plasma costituito da particelle cariche (ioni di deuterio e trizio) può essere confinato mediante un campo magnetico: in assenza di questo campo le particelle si muoverebbero a caso in tutte le direzioni , urterebbero le pareti del recipiente e il plasma si raffredderebbe inibendo la reazione di fusione.
In un campo magnetico invece le particelle sono costrette a seguire traiettorie a spirale intorno alle linee di forza del campo mantenendosi lontano dalle pareti del recipiente.
Confinamento magnetico del plasma
Nella fusione a confinamento magnetico il plasma caldo è racchiuso in una camera a vuoto, e una opportuna configurazione di campi magnetici esterni e/o prodotti da correnti circolanti nel plasma impedisce il contatto con le pareti del recipiente.
Sono state studiate,a questo proposito, diverse configurazioni magnetiche :
configurazioni a specchio in cui le linee di forza del campo magnetico sono aperte alle estremità del plasma e configurazioni a simmetria toroidale (es.Stellarator, Tokamak ).
Quella che ha ottenuto finora i migliori risultati nella fusione a confinamento magnetico, è quella del Tokamak.
Ciambella & campi magneticiIl Tokamak come "ciambella" & campi magnetici
Il tokamak è un dispositivo di forma toroidale caratterizzato da un involucro cavo, costituente la "ciambella", in cui il plasma è confinato mediante un campo magnetico con linee di forza a spirale.
Questa configurazione magnetica è ottenuta mediante la combinazione di un intenso campo magnetico toroidale prodotto da bobine magnetiche poste intorno alla "ciambella", con un campo magnetico poloidale realizzato mediante la corrente indotta nel plasma dall' esterno, quest ' ultimo necessario per evitare la deriva delle particelle del plasma verso le pareti del recipiente.
Le particelle di plasma si avvitano intorno alle linee di forza del campo.
Bobine supplementari esterne occorrono per realizzare campi magnetici ausiliari che controllano la posizione del plasma nella "ciambella".
La configurazione tipo Tokamak è comunque particolarmente stabile e permette lunghi tempi di confinamento del plasma.
SEGUE SECONDA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
SECONDA PARTE
Plasma Heating
Essendo il plasma un conduttore elettrico, è possibile riscaldarlo mediante una corrente indotta dall'esterno: il plasma nella "ciambella" si comporta come una spira cortocircuitata che costituisce il secondario di un trasformatore il cui primario è all'esterno.
La corrente indotta ha così il duplice scopo di creare il campo poloidale e di riscaldare il plasma a temperatura elevata (4 nella figura sottostante).
Questo tipo di riscaldamento è detto riscaldamento ohmico o resistivo, obbedisce alla legge di Joule, ed è analogo al riscaldamento di una lampadina o di una stufetta elettrica.
Un limite a detto riscaldamento ohmico è dato dal fatto che la resistività del plasma decresce al crescere della temperatura e la massima temperatura ottenibile nel plasma, è di alcuni milioni di gradi. Per raggiungere le temperature richieste per la fusione termonucleare è necessario, quindi, ricorrere al riscaldamento supplementare, che si può realizzare:
per assorbimento nel plasma di onde elettromagnetiche, iniettate mediante guide d'onda o antenne che trasferiscono ad esso energia elettromagnetica (1 in figura);
per iniezione di atomi neutri di elevata energia cinetica che attraversano il campo magnetico, vengono ionizzati e trasferiscono per collisione la loro energia al plasma (2 in figura);
per compressione adiabatica del plasma, ottenuta spostando il plasma verso regioni a campo magnetico più forte, con conseguente riscaldamento .
Fusione a confinamento inerziale
Sempre in accordo con la legge di Lawson si è sviluppata un' altra linea di ricerca: la fusione a confinamento inerziale, che consiste nell' ottenere in laboratorio una serie di micro-esplosioni bombardando piccolo sferette contenenti una miscela di deuterio-trizio con fasci di luce laser o di particelle, di alta energia.
L' energia elettromagnetica dei fasci laser di alta potenza (o l' energia cinetica delle particelle accelerate) è trasferita uniformemente alla superficie della sferetta . La superficie della sferetta evapora e, secondo il principio di azione e reazione, il combustibile viene compresso e riscaldato. Si realizza così la condizione di altissima densità del plasma anche se per tempi di confinamento molto brevi.
Apparato per Fusione Inerziale: impianto ABC
SEGUE TERZA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
TERZA PARTE
Combustibili e risorse
Le reazioni nucleari di interesse per la fusione sono, quindi, quelle che coinvolgono i nuclei più leggeri, cioè i nuclei dell' idrogeno e dei suoi isotopi.
In particolare, la reazione di interesse più immediato è quella che si verifica tra i nuclei di due forme pesanti dell' idrogeno, gli isotopi deutero e trizio (a temperature di 100 milioni di gradi):
deutero + trizio = elio4 + neutrone + 17.5 MeV di energia
Questa reazione è la più facile da realizzare ed è anche la più efficiente al fine della produzione di energia.
Prodotti della reazione sono l'elio4, isotopo dell'elio, detto anche particella alfa che porta, sotto forma di energia cinetica, 1/5 dell'energia totale prodotta nella reazione (3,5 MeV) e un neutrone che ne porta i 4/5 (14,1 MeV).
Il deuterio è abbondante nell' acqua di mare (30 g /m3) mentre il trizio, materiale radioattivo con un tempo di dimezzamento di 12.36 anni, non esiste in quantità apprezzabili in natura e deve quindi essere generato.
Nel futuro reattore a fusione i neutroni, che trasportano l' 80% dell' energia prodotta, saranno assorbiti in un "mantello", posto intorno al nocciolo del reattore stesso, contenente litio ( Li ), che si trasforma in trizio ed elio secondo le reazioni:
Li17 + n = He4 + T + n* - 2.5 MeV
Li6 + n = He4 + T + 4.86 MeV
(dove n* = neutrone lento)
Il litio naturale (di composizione 92.5% Li7, 7.5% Li6) abbonda nelle rocce della crosta terrestre (30 parti su un milione per unità di peso) ed è presente, in concentrazione minore, anche negli oceani.
Il "mantello" di litio contribuisce insieme ad altri materiali a moderare i neutroni.
Altre reazioni esoenergetiche sono di interesse per la fusione termonucleare controllata, cioè le reazioni che coinvolgono nuclei di deuterio e di elio.
Esse richiedono condizioni piu' spinte per il plasma (p. es. temperature molto piu' elevate di 100 milioni di gradi), e quindi piu' difficili da realizzare, ma sono sicuramente importanti ai fini del reattore a fusione del futuro piu' lontano, perche' evitano o limitano fortemente il flusso di neutroni. Sono i neutroni infatti che rendono radiattivi i materiali che compongono il reattore.
"Probabilita' di reazione" significa che il suo valore (per ciascuna delle reazioni di fusione indicate) moltiplicato per le densita' dei nuclei interagenti da' il numero di reazioni di fusione per unita' di tempo e unita' di volume.
SEGUE QUARTA PARTE
DA DOTT. COTELLESSA
QUARTA PARTE
Condizioni per la realizzazione del reattore a fusione
Il cammino per arrivare alla realizzazione del reattore a fusione prevede il raggiungimento di alcuni obbiettivi fondamentali, in sequenza:
Il Breakeven. Quando l' energia generata dalla fusione eguaglia quella immessa dall'esterno per mantenere il plasma a temperatura termonucleare.
Il breakeven dimostra la fattibilità scientifica del reattore a fusione.
L' Ignizione. Quando si ha l' autosostentamento della reazione di fusione, ad opera dei nuclei di elio prodotti.
La Fattibilità tecnologica. Quando, il rendimento netto di tutto l' impianto è positivo.
condizioni per il reattore a fusione
condizioni per il reattore a fusione
Nel futuro reattore a fusione la reazione dovrà infatti autosostenersi: si suppone cioè che le particelle alfa intrappolate nel volume di plasma cedano ad esso la loro energia così da mantenerlo caldo dopo l'iniziale riscaldamento ottenuto con mezzi esterni. I neutroni trasferiscono intanto la loro energia al mantello del reattore, generando il trizio e tramutando energia in calore, utilizzabile per produrre energia elettrica.
L'energia prodotta dalle reazioni di fusione si esplica sotto forma di energia cinetica (calore) dei prodotti della reazione:
i neutroni, che trasportano circa l' 80% dell'energia prodotta, abbandonano il plasma senza interazioni apprezzabili e vengono assorbiti dal "mantello" di litio, posto intorno al nocciolo del reattore e utilizzato per la rigenerazione del trizio. Il mantello di litio deve essere sufficientemente spesso (circa 1 m) per assorbire i neutroni di fusione ( di 14 MeV). Essi vanno quindi a riscaldare un fluido e producono energia elettrica attraverso uno scambiatore di calore;
i nuclei di elio, più pesanti, rimangono intrappolati nel plasma e trasferiscono ad esso la loro energia, ottenendo così l' autosostentamento della reazione senza ulteriore riscaldamento dall' esterno.
schema di principio del reattore a fusione
schema di principio del reattore a fusione
Questo schema prefigura il futuro reattore termonucleare in cui la potenza liberata nella reazione (energia per unità di tempo) sarà proporzionale alla densità dei nuclei reagenti, alla probabilità che ha la reazione di verificarsi e alla temperatura del plasma.
DA DOTT. COTELLESSA
Centinaia di milioni di gradi. E’ questa la temperatura che, il quarto stato della materia, il plasma, deve raggiungere per innescare la reazione di fusione termonucleare.
Ma come è possibile produrre plasma sulla terra e portarlo a quelle temperature? Con quali tecniche? A che punto siamo della ricerca?
Se ne è discusso a Sorrento, durante la conferenza internazionale organizzata dall’ENEA, sulle applicazioni delle radiofrequenze nei plasmi.
Perché il plasma raggiunga 100 milioni di gradi, il riscaldamento ohmico infatti - quello che si ottiene grazie alla sua conducibilità termica che gli permette di riscaldarsi al passaggio della corrente - non basta.
Queste temperature roventi, simili a quelle che si hanno all’interno del sole, possono essere raggiunte attraverso l’iniezione nel plasma di onde elettromagnetiche tramite antenne a radiofrequenza o di atomi che urtandosi, trasferiscono al plasma la loro energia cinetica.
Miklos Porkolab – Hannes Alfvén Prize 2013 - MIT
"ci sono 3 sistemi a radiofrequenza che possono essere utilizzati per riscaldare il plasma e per guidarne la corrente in maniera non induttiva al fine di mantenere il plasma in uno stato costante e stazionario. Alcune delle radiofrequenze usate hanno frequenze nell’ordine di migliaia di MHz come le stazioni radio e quindi il riscaldamento del plasma e' simile a quanto succede in un forno a microonde .. Le onde usate vanno dalle decine di MHz chiamate IonCyclotron, alle centinaia di migliaia di MHz, le ElectronCyclotron passando per alcune migliaia di MHZ delle LowerHybrid, molto sviluppate in Europa ed in Italia.
Durante il meeting, patrocinato dal Comune di Sorrento, il gotha mondiale della ricerca fusionistica sulla radiofrequenza nei plasmi, ha potuto confrontarsi sui risultati scientifici più recenti e sulle problematiche ancora irrisolte.
Angelo Tuccillo – ENEA "Speriamo che escano idee nuove soprattutto in vista del contributi che noi come scienziati italiani in particolare diamo alla realizzazione di Iter, in particolare in campo di radiofrequenze attualmente a Frascati stiamo lavorando per risolvere uno dei problemi attualmente più seri ed è quello delle potenze molto elevate nell’IonCyclotron, che è il sistema principale di riscaldamento che ha purtroppo il “draw back” di generare impurezze nel plasma. Grazie al codice sviluppato fra l’altro dal Politecnico di Torino, di cui uno dei maggiori artefici ha ottenuto un premio qui alla conferenza, riusciamo a progettare delle antenne più facilmente gestibili in alta potenza nei plasmi"
Per ricerca e industria italiane bilancio in attivo: attraverso la collaborazione con i laboratori dell’Associazione ENEA-Euratom, l’Italia vanta l’avanguardia in un settore che offre ritorni determinanti in termini di competitività e sviluppo. Anche per i giovani.
Daniele Milanesio – "Young Researcher Topical RF Conference Prize" - Politecnico di Torino "il premio è legato allo sviluppo di un codice per la simulazione di antenne per il riscaldamento dei plasmi,ho dato un contributo nell’accrescere le potenzialità del codice e da codice di nicchia è diventato uno strumento che tutto il mondo dei plasmisti che si occupano di antenne utilizza giornalmente. Speriamo di continuare così"
DA DOTT. COTELLESSA
Fusione nucleare: l’impegno ENEA nel progetto Broader Approach
Il project leader di JT-60SA in visita agli stabilimenti ASG di Genova per verificare i progressi nella costruzione dei magneti TF a responsabilità ENEA
Nell'ambito dell'accordo tra Europa e Giappone, denominato “Broader Approach”, per la più rapida esecuzione del programma di ricerca sulla fusione nucleare, l'ENEA è responsabile, tra l'altro, della fornitura di 9 delle 18 bobine superconduttrici di campo toroidale della macchina sperimentale tokamak JT-60SA. Questa macchina, che verrà realizzata a Naka in Giappone nella sala precedentemente occupata dal tokamak JT-60U e il cui primo plasma è previsto per la seconda metà del 2019, si affiancherà a ITER per fornire quelle informazioni complementari che permetteranno la costruzione del primo reattore sperimentale denominato DEMO.
Per ottemperare ai suoi impegni l'ENEA ha coinvolto ASG Superconductors S.p.A. di Genova come partner industriale. ASG ha una decennale esperienza industriale nella realizzazione di magneti superconduttori e di macchine a fusione maturata in progetti internazionali come FTU, ITER, LHC. Il contratto tra ENEA e ASG, della durata di 5 anni, è stato siglato a settembre 2011 e a ottobre 2013 le attività di produzione sono state ufficialmente avviate a seguito del completamento del “Production Readiness Review” in presenza di esperti di ENEA e di F4E, ente che coordina a livello europeo le attività delle diverse agenzie nazionali coinvolte. Nei due anni trascorsi sono state completate le attività di progettazione esecutiva delle bobine e delle relative attrezzature. Tutti i processi speciali sono stati validati attraverso mock-up anche a piena scala e le attrezzature per la realizzazione degli avvolgimenti, dell'impregnazione e inserimento della bobina nella cassa di contenimento sono stati approvvigionati.
In questo contesto, il dr. Sinichi Ishida, Project Leader di JT-60SA, è stato accompagnato dai rappresentanti dell'ENEA a visitare lo stabilimento ASG a Genova il 19 dicembre 2013 per verificare personalmente i progressi nelle operazioni di manifattura delle bobine.
Nella sua visita il dr. Ishida ha potuto osservare i primi quattro dei sei totali doppi pancake del primo modulo magnetico già avvolti e impilati sul banco di impilaggio in attesa dell'applicazione dell'isolamento contromassa e corredati dei rispettivi giunti elettrici. I rimanenti due doppi pancake della prima bobina erano in attesa di essere impilati a seguito dell'applicazione dell'isolamento e della formatura delle uscite elettriche.
Nel corso della visita ASG ha mostrato tutte le attrezzature già installate tra cui il sistema di ribaltamento che consentirà l'inserimento con precisione millimetrica della bobina impregnata nella cassa di contenimento in acciaio austenitico. Le attività di manifattura proseguiranno con l'impregnazione del primo modulo, prevista per febbraio 2014, e il successivo inserimento nella cassa per marzo 2014. Se queste previsioni verranno rispettate, ENEA e ASG ritengono di poter fornire la prima bobina completa entro l'estate del 2014 in linea con le previsioni originali.
Posta un commento