Un team di scienziati coreani ha sviluppato KSTAR ( Korea Superconducting Tokamak Advanced Research), denominato come il “sole artificiale“,che è riuscito a sostenere il plasma con temperature di 100 milioni di gradi per 48 secondi, sette volte più calde del nucleo del Sole, durante un esperimento di fusione nucleare.
KSTAR: un importante passo avanti per la tecnologia energetica
La fusione nucleare cerca di replicare la reazione che fa brillare il sole e le altre stelle, fondendo insieme due atomi per liberare importanti 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.
Il modo più comune per ottenere energia da fusione prevede un reattore a forma di ciambella chiamato tokamak in cui le varianti dell’idrogeno vengono riscaldate a temperature straordinariamente elevate per creare un plasma.
I plasmi ad alta temperatura e ad alta densità, in cui le reazioni possono verificarsi per lunghi periodi, sono vitali per il futuro dei reattori a fusione nucleare, ha affermato Si-Woo Yoon, direttore del Centro di ricerca KSTAR presso l’Istituto coreano di energia da fusione (KFE), che raggiunto il nuovo record.
Il mantenimento di queste alte temperature durante il test KSTAR: “Non è stato facile da dimostrare a causa della natura instabile del plasma ad alta temperatura”, hanno dichiarato gli scienziati, motivo per cui questo recente record è così significativo.
Il test KSTAR si è svolto tra Dicembre 2023 e Febbraio 2024, battendo il precedente record di 30 secondi stabilito nel 2021.
L’importanza del progetto KSTAR
L’obiettivo di KSTAR è quello di costruire un tokamak superconduttore avanzato in grado di mantenere lo stato stazionario per stabilire le basi scientifiche e tecnologiche per un reattore a fusione. Attraverso la collaborazione internazionale con la comunità della fusione e l’industria nazionale, KSTAR è nata per gettare le basi per la ricerca avanzata sulla fusione.
Durante precedenti campagne di ricerca, il KSTAR ha ottenuto un funzionamento tokamak superconduttore senza precedenti con risultati sorprendenti, con una modalità H a impulso lungo, un’elevata temperatura ionica superiore a 100 milioni di gradi e un’affidabile soppressione ELM (modalità edge localizzata).
KSTAR continua a raggiungere tecnologie chiave e comprensione della fisica verso il sogno di un reattore a fusione commerciale con la collaborazione della comunità della fusione.
Gli scienziati della KFE hanno affermato di essere riusciti a prolungare i tempi modificando il processo, incluso l’uso del tungsteno al posto del carbonio nei “divertitori”, che estraggono il calore e le impurità prodotte dalla reazione di fusione.
L’obiettivo finale è che KSTAR sia in grado di sostenere temperature del plasma di 100 milioni di gradi per 300 secondi entro il 2026, un “punto critico” per poter aumentare le operazioni di fusione, ha affermato Si-Woo Yoon.
Quello che gli scienziati stanno facendo in Corea del Sud confluirà nello sviluppo del reattore sperimentale termonucleare internazionale nel sud della Francia, noto come ITER, il più grande tokamak del mondo che mira a dimostrare la fattibilità della fusione.
Il lavoro di KSTAR “sarà di grande aiuto per garantire in tempo le prestazioni previste per il funzionamento di ITER e per far avanzare la commercializzazione dell’energia da fusione”, ha affermato Si-Woo Yoon.
L’esperimento KSTAR si aggiunge a una serie di altri progressi nel campo della fusione nucleare.
Nel 2022, gli scienziati del National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Laboratory negli Stati Uniti, hanno fatto la storia completando con successo una reazione di fusione nucleare che ha prodotto più energia di quella utilizzata per alimentare l’esperimento.
Conclusioni
Nel febbraio 2023, un team di scienziati vicino alla città inglese di Oxford hanno annunciato di aver stabilito un record per la produzione di più energia che mai in una reazione di fusione. Gli esperti hanno prodotto 69 megajoule di energia di fusione per cinque secondi, più o meno sufficienti ad alimentare 12.000 case per lo stesso periodo di tempo.
La commercializzazione della fusione nucleare rimane ancora molto lontana dal momento che gli scienziati stanno lavorando per risolvere le molteplici difficoltà scientifiche e ingegneristiche.
La fusione nucleare: “Non è ancora pronta e quindi non può aiutarci con la crisi climatica di questo momento”, ha affermato Aneeqa Khan, ricercatrice in fusione nucleare presso l’Università di Manchester nel Regno Unito.
Khan ha tuttavia aggiunto chr se i progressi continuano, la fusione: “Avrà il potenziale per far parte di un mix energetico verde nella seconda metà del secolo”.
