Nucleare: fusione, tecnologie laser avanzate per il controllo del combustibile nei reattori

(Teleborsa) - Un team di ricerca che comprende ENEA ha testato con successo due tecnologie laser avanzate presso il Joint European Torus (JET), uno dei più grandi reattori sperimentali a fusione nucleare. L’obiettivo è stato di monitorare a distanza e in tempo reale i materiali esposti al plasma e quantificare in situ il combustibile (deuterio e trizio), garantendo sicurezza ed efficienza dei futuri impianti.

Finanziate dal consorzio EUROfusion, le campagne sperimentali hanno permesso sia di tracciare i depositi di deuterio e trizio che di determinare la composizione chimica delle superfici interne del reattore, senza la necessità di lunghe e complesse operazioni di rimozione dei componenti della camera da vuoto.

Si tratta delle tecniche LIBS e LID-QMS: la prima, oltre a monitorare i componenti esposti al plasma, consente di ottenere informazioni sulla composizione chimica del componente in profondità, di verificare l’eventuale erosione del suo strato superficiale e la rideposizione di materiali erosi provenienti da altri componenti interni della camera da vuoto; la spettrometria di massa LID-QMS, invece, è in grado di quantificare deuterio, trizio, ma anche l’elio prodotto dalla reazione di fusione e ‘intrappolato’ nel componente in studio.

"Nei futuri dispositivi a fusione nucleare come ITER e DEMO, di cui il JET è stato il precursore più rappresentativo, una frazione del combustibile non parteciperà alla fusione e si depositerà sui componenti interni della camera da vuoto", spiega Salvatore Almaviva ricercatore del Dipartimento Nucleare dell’ENEA presso il Centro Ricerche di Frascati (Roma). "I depositi di questo combustibile - aggiunge - dovranno in futuro essere localizzati e quantificati in situ, senza la necessità di lunghe e complesse operazioni di rimozione dei componenti della camera da vuoto, proprio come fatto presso l’impianto JET".

Oltre a ENEA, l’attività ha coinvolto: Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi del Cnr (ISTP), Forschungszentrum Jülich (Germania), VTT Technical Research (Finlandia), UKAEA - Autorità per l’energia atomica (Regno Unito), Istituto polacco di fisica del plasma e microfusione laser (IPPLM) e le università Comenius (Slovacchia), Tartu (Estonia) e della Lettonia.