Il reattore coreano a fusione nucleare stabilisce un nuovo record

IL Ricerca avanzata Tokamak superconduttore coreano (KSTAR) è un progetto all’avanguardia nella ricerca sulla fusione nucleare. Pochi giorni fa, la struttura si è distinta nuovamente stabilendo nuovi record in termini di temperatura di fusione sostenuta e durata di confinamento del plasma.

Il principio di fusione

La fusione nucleare è il processo mediante il quale i nuclei di due atomi leggeri, come l'idrogeno, si uniscono per formare un nucleo più pesante, rilasciando una notevole quantità di energia lungo il percorso. Questo processo è al centro del funzionamento delle stelle, compreso il nostro Sole. All'interno delle stelle, dove temperature e pressioni sono estremamente elevate, gli atomi di idrogeno sono soggetti a forze così potenti da finire fondono per formare elio. Questo processo rilascia un'enorme quantità di energia sotto forma di luce e calore, che consente alla stella di brillare e fornire calore all'ambiente circostante.

Sulla Terra, ricreare queste condizioni estreme per la fusione nucleare rappresenta una grande sfida tecnica. Le temperature necessarie per avviare la fusione sono infatti incredibilmente elevate, dell'ordine di centinaia di milioni di gradi Celsius. A tali temperature, gli atomi si muovono a velocità estremamente elevate, consentendo loro di superare le repulsioni elettriche e fondersi.

Nei reattori a fusione, i campi magnetici mantengono confinato in un'area ristretta il plasma, che è un gas ionizzato costituito da nuclei ed elettroni liberi. Quando le condizioni sono giuste, i nuclei di idrogeno nel plasma si fondono per formare elio, liberando energia. Questa energia può quindi essere raccolta e convertita in elettricità, fornendo una fonte di energia pulita e praticamente illimitata.

Il sole artificiale coreano batte il record

IL Ricerca avanzata sul Tokamak superconduttore coreano (KSTAR), noto anche come Sole Artificiale Coreano, è uno di questi reattori. Nel corso degli anni KSTAR ha progressivamente migliorato le proprie prestazioni nel campo della fusione nucleare controllata. Nel 2018 il team è riuscito a raggiungere per la prima volta la temperatura di 100 milioni di gradi Celsius, ma solo per 1,5 secondi. Un anno dopo, questa durata è stata estesa a 8 secondipoi a 20 secondi nel 2020. Nel 2021 è stato stabilito un nuovo record quando il plasma è stato mantenuto a questa temperatura per mezzo minuto.

Da allora, il team del Korea Institute of Fusion Energy (KFE) ha intrapreso miglioramenti significativi al dispositivo. In particolare, ha costruito un nuovo ambiente di diversione del tungsteno, che ha aumentato il periodo di tempo in cui il plasma può essere mantenuto a una temperatura di 100 milioni di gradi Celsius. Da ora in poiKSTAR può resistere a questa temperatura per 48 secondi.

Una modalità ad alto contenimento

KSTAR sarebbe anche in grado di mantenere caldo il plasma in modalità ad alto contenimento (modalità H) per 102 secondi. Nel dettaglio, quando parliamo di mantenere una temperatura di 100 milioni di gradi Celsius per 48 secondi, ciò significa che il reattore è riuscito a raggiungere questa temperatura estremamente elevata e a mantenerla per questa durata specifica. Ciò misura la capacità del reattore di riscaldare il plasma fino alla temperatura di fusione nucleare per un dato periodo di tempo.

Al contrario, mantenere il plasma caldo in modalità ad alto confinamento (modalità H) per 102 secondi si riferisce alla capacità del reattore di mantenere il plasma ad alta temperatura mantenendo condizioni ottimali di confinamento magnetico. La modalità H è una modalità operativa specifica in cui il reattore riesce a mantenere prestazioni di fusione più stabili e prolungate. Pertanto, questo dimostra non solo la capacità di riscaldare il plasma, ma anche di farlo mantenerlo stabile e caldo in una particolare modalità operativa. L'obiettivo finale della squadra coreana sarebbe quello di estendere ulteriormente questa durata raggiungere 300 secondi di combustione del plasma entro la fine del 2026.

Al di là dei suoi risultati individuali, KSTAR è parte integrante della ricerca globale sulla fusione nucleare. Progetti come il Joint European Torus (JET) completano gli sforzi compiuti per comprendere e padroneggiare questa promettente tecnologia. Questi reattori sperimentali fungono da banchi di prova per prototipi su larga scala come ITER. Quest'ultimo, progettato per generare dieci volte più energia di quella consumata, entrerà in servizio tra pochi anni.