Dentro un reattore

Sitografia

http://knightstrife.altervista.org/Pagine/Reattore_a_Fusione.htm
http://www.scienceinschool.org/it/2012/issue22/fusion
http://www.focus.it/ambiente/ecologia/fusione-nucleare-risultati-positivi-dal-nif
http://www.fusione.enea.it/PROJECTS/realizationJT60SA/index.html.it

		Dentro un reattore Pagina curata da Francesco Dubini Funzionamento di un reattore nucleare Come funziona un reattore nucleare a fusione? La ricerca verso un reattore a fusione nucleare che produca più energia di quanta ne consuma è ancora agli inizi. Il concetto base é la fusione nucleare in cui due atomi, unendosi, generano un nuovo nucleo, più pesante dei nuclei di partenza, ma con massa minore della somma delle masse dei reagenti. Il nucleo prodotto è accompagnato da neutroni liberi ed energia, la quale scalda dell’acqua. Questa evapora e fa girare delle turbine, che producono energia meccanica. Il vapore verrà poi lasciato condensare e si ripeterà il ciclo producendo energia. La reazione però avviene a temperature altissime e il combustibile utilizzato è il plasma, detto anche quarto stato della materia.
	Immagine esempio di una centrale a fusione: è mostrato come avviene la fusione che riscalda l'acqua che diventa vapore. Il vapore fa girare le turbine che creano energia cinetica.	Il Tokamak Nonostante le difficoltà il primo passo verso la fusione nucleare controllata fu fatto nel 1968 con il progetto del Tokamak. Quest’ultima è una macchina dai sovietici con lo scopo di creare le condizioni affinché si verifichi, al suo interno, la fusione termonucleare. Dato che non esiste materiale solido in grado di resistere alle altissime temperature alle quali dovrebbe trovarsi il plasma per attivare le reazioni di fusione, gli scienziati sovietici hanno pensato di tenerlo sospeso nell’aria, evitando il contatto con qualsiasi materiale esterno, ed hanno così progettato il Tokamak. Quest’ultimo sfrutta il concetto dei campi magnetici per confinare il plasma impedendo al plasma fuoriuscite, quindi impedendo il contatto con le pareti. La camera principale dove viene confinato il plasma ha forma toroidale, ossia una forma simile a una ciambella (da questa forma deriva il nome che infatti sta a significare “macchina a camera toroidale ed avvolgimento magnetico”). All’interno di questa stanza principale ci sono svariati magneti i quali si potrebbero dividere in 3 gruppi: Il gruppo principale: è quello che produce il campo toroidale che deve confinare il plasma; Il gruppo centrale: si trovano nel “buco della ciambella” ed inducono corrente nel plasma così da riscaldarlo; I magneti del campo verticale: fungono da stabilizzatori tenendo il plasma al ventro.
	Metodi di riscaldamento del plasma 1-3. Osserviamo il plasma (rosa) di forma toroidale e quali processi possono portarlo all'induzione.	Metodi di riscaldamento del plasma (ITER) Affinchè però il reattore diventi conveniente è necessario che il pasma raggiunga la temperatura di ignizione, ossia la temperatura alla quale si ha l’autosostentamento della fusione. Ci sono vari modi per riscaldare il plasma: Riscaldamenti resistivo: essendo il plasma conduttore di corrente, viene riscaldato per induzione magnetica, generando anche un altro campo magnetico che agisce sul plasma. Il limite di questo sistema dipende dal fatto che la resistività del plasma diminuisce con l’aumentare della temperatura; Riscaldamento per assorbimento di onde elettromagnetiche: detto anche assorbimento di onde elm funziona attraverso le microonde che riscaldano il plasma così come quelle del nostro elettrodomestico riscaldano il cibo; Iniezione di atomi neutri: essi vengono lanciati contro il plasma e si ionizzano, passando poi per urto l’energia; Riscaldamento per compressione adiabatica del plasma: si ottiene spostando il plasma nelle zone della camera toroidale dove il campo magnetico è più intenso, con il conseguente aumento di energia cinetica, e quindi di temperatura.
	E' qui raffigurata il metodo di contenimento utilizzato dal NIF negli Stati Uniti.	Metodi alternativi di riscaldamento del plasma Esiste anche un metodo che non ruota intorno a una camera toroidale, e che recentemente ha avuto alcuni successi. Questo modello viene usato dal NIF (National Ignition Facility) e si tratta di un metodo che sfrutta l'inerzia delle particelle di plasma per contrastare la loro espansione termica. Questo metodo é detto metodo di confinamento inerziale. Funziona attraverso dei raggi laser che vengono convogliati all'interno di una conchiglia per colpire la pastiglia di plasma (la microsfera). Il fascio di raggi colpisce il plasma da ogni direzione, lo riscalda e lo comprime violentemente, in frazioni di secondo, fino a provocarne l'implosione: in teoria si ottengono così temperatura e densità tali da raggiungere l'ignizione, ossia quello stato in cui la fusione si mantiene senza ulteriore apporto di energia (auto sostentamento) fino al bilancio energetico globale positivo.
		Confinamento del plasma Riassumendo, con il confinamento inerziale viene bombardata una pallottola di deuterio e trizio dentro una camera sferica con intensi fasci laser, o con fasci di ioni energetici, che la fanno passare allo stato di plasma. Altro metodo è il confinamento magnetico: tre intensi campi magnetici mantengono il plasma all'interno di una regione a forma toroidale e lontano dalle pareti. Questo tipo di reattore è il già descritto Totamak.
		Sitografia http://knightstrife.altervista.org/Pagine/Reattore_a_Fusione.htm http://www.scienceinschool.org/it/2012/issue22/fusion http://www.focus.it/ambiente/ecologia/fusione-nucleare-risultati-positivi-dal-nif http://www.fusione.enea.it/PROJECTS/realizationJT60SA/index.html.it