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Feb 19, 2024

Questo reattore a fusione è tenuto insieme con nastro adesivo

Il nastro superconduttore ad alta temperatura è alla base della speranza di un tokamak più piccolo Il reattore a fusione Sparc richiederà 10.000 chilometri di questo nastro superconduttore ad alta temperatura. Sul sito di a

Il nastro superconduttore ad alta temperatura è alla base della speranza di un tokamak più piccolo

Il reattore a fusione Sparc richiederà 10.000 chilometri di questo nastro superconduttore ad alta temperatura.

Sul posto di un'ex base della riserva dell'esercito americano vicino a Boston, una struttura insolita si erge tra le dolci colline. Brandon Sorbom, direttore scientifico del Commonwealth Fusion Systems (CFS), mi guida verso il centro dell'impronta a forma di croce dell'edificio, intrecciandomi tra impalcature, carrelli elevatori e squadre di saldatori e pittori. Scendendo una scala fino a un profondo seminterrato rivestito di cemento spesso 2,5 metri, indica un grande foro circolare al centro dell'alto soffitto della stanza, i cui bordi sono sostenuti da quattro robuste colonne.

"Entro pochi mesi, se rispettiamo il programma, è lì che riposerà il tokamak Sparc", afferma Sorbom. Intorno a una camera a vuoto a forma di ciambella, una pila di magneti superconduttori ad alta temperatura alta 3 metri creerà un potente campo magnetico per spremere e racchiudere una massa vorticosa e surriscaldata di plasma di idrogeno. Imitando il processo che alimenta il sole, gli ioni idrogeno – isotopi chiamati deuterio e trizio – accelereranno e si scontreranno con una forza tale da fondersi in elio e rilasciare neutroni altamente energetici.

Commonwealth Fusion Systems afferma che questa bobina di nastro superconduttore ad alta temperatura è la chiave per il design tokamak più piccolo ed economico della startup. Il nastro è costituito da ossido di ittrio bario rame depositato su un substrato di acciaio. Gretchen Ertl/CFS/MIT Plasma Science and Fusion Center

CFS, una startup nata da decenni di ricerca presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT), è tra i leader di una nuova ondata di progetti sull’energia da fusione emersi nell’ultimo decennio, sfruttando i progressi tecnologici e una impennata degli investimenti del settore privato. Secondo Andrew Holland, direttore della Fusion Industry Association, le società che operano nel settore dell’energia da fusione hanno raccolto più di 5 miliardi di dollari, la maggior parte dei quali dal 2021. Tutte queste aziende intendono dimostrare un guadagno di energia positiva, ovvero ottenere dalle loro reazioni più energia di quella utilizzata per innescarle, entro la fine del decennio.

“A quel punto, saremo un passo avanti verso una nuova era di elettricità di base senza emissioni di carbonio”, afferma Sorbom. “Speriamo solo di poterlo fare in tempo per svolgere un ruolo importante nella soluzione alla crisi climatica”.

La ricerca, la costruzione e il test del primo magnete del Commonwealth Fusion Systems hanno richiesto l'esperienza di 270 membri del team, compresi quelli mostrati qui durante la costruzione. Gretchen Ertl/CFS/MIT Plasma Science and Fusion Center

Dennis Whyte [a sinistra], direttore del Plasma Science and Fusion Center del MIT, e Bob Mumgaard, CEO di Commonwealth Fusion Systems, si riuniscono nella sala test del MIT, dove la startup ha costruito e testato il suo primo magnete.Gretchen Ertl/CFS/MIT Plasma Science e Centro Fusione

Nel settembre 2021, Commonwealth Fusion Systems ha testato il primo dei magneti di campo toroidale a forma di D del suo reattore. Il magnete ha dimostrato un campo magnetico che misurava 20 tesla.Gretchen Ertl/CFS/MIT Plasma Science and Fusion Center

Finora, la Commonwealth Fusion Systems ha accumulato circa un terzo dei 10.000 chilometri di nastro superconduttore ad alta temperatura di cui avrà bisogno per completare il suo reattore Sparc. Gretchen Ertl/CFS/MIT Plasma Science and Fusion Center

Ciò che distingue la tecnologia CFS è l'uso di un nastro superconduttore ad alta temperatura, che viene stratificato e impilato per creare elettromagneti estremamente potenti che modelleranno e confinano il plasma indisciplinato e manterranno la maggior parte delle particelle cariche lontano dalle pareti del tokamak. L’azienda ritiene che questo nuovo approccio consentirà di costruire un tokamak ad alte prestazioni, molto più piccolo e meno costoso di quanto sarebbe stato possibile con gli approcci precedenti.

Attualmente esistono due principali percorsi di ricerca sull’energia da fusione. Il confinamento magnetico utilizza elettromagneti per confinare il plasma, tipicamente all'interno di un tokamak. Il confinamento inerziale comprime e riscalda un bersaglio pieno di carburante, spesso utilizzando laser, per avviare una reazione.