I ricercatori del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti hanno trovato un nuovo modo per produrre magneti piccoli e potenti per i reattori a fusione. La tecnologia è caratterizzata da semplicità e affidabilità, che promette di avvicinare l'aspetto dei reattori termonucleari commerciali e aprire l'accesso all'energia infinita e pulita per l'umanità.
Oggi vengono creati magneti basati sulla superconduttività a bassa temperatura (raramente ordinari in rame) per reattori termonucleari di ricerca di ogni tipo e anche per il reattore ITER. Sfortunatamente, la superconduttività a bassa temperatura limita fortemente la massima ampiezza possibile del campo magnetico, che costringe a rendere molto grandi i magneti superconduttori, e questo porta ad un aumento delle dimensioni dei reattori termonucleari con tutte le conseguenze negative dell'economia dei processi.
La soluzione potrebbe essere la superconduttività ad alta temperatura, che consentirà di moltiplicare l'intensità dei campi magnetici e ridurre le dimensioni dei magneti stessi. Meno sono i magneti, più compatta è l'area di lavoro attiva del reattore termonucleare. Tali reattori sono di facile manutenzione ed economici da utilizzare. Un gruppo di scienziati del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) insieme ai colleghi di Advanced Conductor Technologies, dell'Università del Colorado a Boulder e del National High Magnetic Field Laboratory di Tallahassee, in Florida, hanno lavorato in questa direzione.
I ricercatori hanno sviluppato una tecnologia per produrre magneti superconduttori compatti con due importanti miglioramenti. In primo luogo, hanno selezionato i materiali per creare conducibilità ad alta temperatura. In secondo luogo, è stata sviluppata la tecnologia per creare bobine di una determinata forma senza l'uso di materiali isolanti. Il filo superconduttore senza isolamento viene semplicemente posizionato nelle scanalature alla base della bobina e questo rende molto più semplice il processo di creazione dei magneti.
"Il costo dell'avvolgimento delle bobine è molto più basso perché non dobbiamo passare attraverso il processo costoso e soggetto a errori di impregnazione sottovuoto con resina epossidica", ha affermato il ricercatore capo. "Invece, avvolgi il conduttore direttamente sulla forma dalla bobina."
Questo sviluppo è particolarmente importante per lo sviluppo dei cosiddetti tokamak sferici, che esteriormente sembrano una mela e non come un bagel di un tokamak classico. Per i tokamak sferici, la dimensione è di primaria importanza. Tali reattori possono essere abbastanza compatti, ma i loro campi magnetici hanno una forma molto complessa, che pone requisiti rigorosi sui magneti. I magneti compatti possono risolvere questi problemi e, si spera, prima o poi accadrà.
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