La Cina accende il suo “sole artificiale”, il tokamak HL-2M

La macchina realizzata in Cina, il tokamak HL-2M, costruito nel 2006, è il dispositivo di ricerca sperimentale sulla fusione nucleare più grande del paese e la sua accensione rappresenta la strada che il team Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) deve percorrere verso il traguardo della fusione nucleare commerciale

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La Cina è riuscita finalmente ad accendere il suo “sole artificiale” che ha segnato un record, a riferirlo qualche giorno fa, i media di stato. Questo è il primo passo di un lungo cammino che la Cina si augura sia simile al progetto International Thermonuclear Experimental Reactor ( ITER ).
La macchina realizzata in Cina, il tokamak HL-2M, costruito nel 2006, è il dispositivo di ricerca sperimentale sulla fusione nucleare più grande del paese e la sua accensione rappresenta la strada che il team Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) deve percorrere verso il traguardo della fusione nucleare commerciale, dopo una lunga pianificazione e tanto lavoro. La Cina e gli scienziati sperano che il dispositivo possa potenzialmente sbloccare una potente e inesauribile fonte di energia pulita.
Nel 2018, EAST ha fatto nuovamente parlare di se quando il tokamak ha raggiunto i 180 milioni di gradi. Nel 2019, EAST ha annunciato l’intenzione di raddoppiare quel risultato già nel 2020, cercando di raggiungere la temperatura operativa primaria di 360 milioni di gradi. Questo risultato non è ancora stato ottenuto, ma c’è ancora tempo e comunque il COVID-19 ha frenato tutti i progressi scientifici mondiali quest’anno.
Come molti degli esperimenti tokamak sparsi in giro per il mondo, EAST ha già raggiunto la fusione. All’interno del contenitore a forma di ciambella (o, a volte, sferico) di un tokamak, il plasma caldo vortica in cerchio tenuto in posizione da elettromagneti super raffreddati.
Questo campo magnetico è l’unica cosa che si frappone tra il plasma a 360 milioni di gradi e le pareti della macchina che ovviamente, non può sostenere una temperatura cosi alta. Il plasma è composto da atomi leggeri che vengono ionizzati e fatti collidere per ottenere atomi più pesanti, il processo, detto fusione nucleare, rilascia energia.

Quando EAST è stato costruito nel 2006, e da allora i ricercatori del team hanno iniziato a lavorare a una serie crescente di esperimenti. Una parte di questo lavoro è una semplice dimostrazione del concetto, perché le temperature che si raggiungono all’interno dei tokamak sono assolutamente senza precedenti sulla Terra, almeno sulla superficie durante l’Antropocene.

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Con l’aumento della temperatura, deve aumentare anche la potenza del contenimento magnetico, e questo è stato un punto fondamentale per questo tipo di reattori. Spingere gli esperimenti raggiungendo temperature sempre più alte ha permesso ai ricercatori di trovare soluzioni per le parti esterne della macchina.

Ciò significa che le camere esterne di questi reattori tokamak sono di solito strutture raffreddate criogenicamente, dei veri e propri capolavori ingegneristici in grado di resistere a condizioni che potrebbero deformare qualsiasi altro materiale al mondo. E anche con le più geniali menti del pianeta che lavorano a questa idea per decenni, gli scienziati non hanno ancora realizzato un plasma in grado in grado di rilasciare un surplus energetico,

EAST ha raggiunto al suo interno lo stato di plasma per 10 secondi nel 2018, e questa è una pietra miliare importante. Ma è solo l’inizio, il principio.

Ora che EAST si è dimostrato essere quello che i suoi progettisti dicono sia, il progetto tokamak HL-2M ha molto da dimostrare. Farlo funzionare richiede un’enorme input di energia che serve per portarlo a regime. Se un reattore a fusione tokamak non è in grado di utilizzare tale input producendo un eccesso di energia non sarà mai utilizzabile, e questo manderà in frantumi il sogno di una produzione di energia virtualmente illimitata che i sostenitori della fusione hanno sbandierato per decenni.

ITER ed EAST lavorano a stretto contatto e la Cina fa parte della rivoluzionaria collaborazione ITER oltre a portare avanti i suoi progetti di fusione nucleare controllata. Quella cooperazione costerà decine di miliardi di dollari prima che il primo megawatt di energia venga mai prodotto.

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Secondo i sostenitori della fusione lo scopriremo molto presto, anche se i tempi di realizzazione di un reattore nucleare a fusione commerciale sembrano essere lontani. Nella migliore delle ipotesi si parla di 5 o 10 anni di attesa, anche se spesso si parla di reattori commerciali operativi non prima del 2040 o oltre. Altri invece sono ampiamente scettici al riguardo, e sottolineano che si parla di reattori operativi già da decenni ma che i risultati vengono sempre spostati in un futuro ancora nebuloso.
Molte ricerche sono finanziate e avviate, anche se raggiungere la fusione è sia estremamente difficile che eccessivamente costoso, con il costo totale del progetto ITER stimato in 22,5 miliardi di dollari. Non ci resta che aspettare il primo reattore a fusione operativo, con la speranza che sia veramente possibile realizzare una macchina in grado di garantire all’umanità energia pulita, abbondante e soprattutto a buon mercato.
Fonte: https://www.popularmechanics.com/science/energy/a34875771/china-turns-on-artificial-sun-nuclear-fusion-reactor/
Fonte: https://phys.org/news/2020-12-china-nuclear-powered-artificial-sun.html