Un team di ricerca internazionale a cui partecipa anche l’ENEA ha ottenuto risultati significativi sperimentando due tecnologie laser avanzate presso il Joint European Torus (JET), uno dei più grandi reattori sperimentali per la fusione nucleare al mondo. Le attività, finanziate dal consorzio EUROfusion, hanno avuto un duplice obiettivo: da un lato monitorare in tempo reale e a distanza i materiali esposti al plasma; dall’altro misurare direttamente, in situ, la quantità di combustibile – deuterio e trizio, isotopi dell’idrogeno – intrappolato nelle superfici interne del reattore. Un approccio che punta a migliorare sicurezza, controllo e prestazioni dei futuri impianti a fusione.
Le sperimentazioni hanno dimostrato l’efficacia di due tecniche complementari: la LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) e la LID-QMS (Laser-Induced Desorption – Quadrupole Mass Spectrometry). La prima consente non solo di analizzare la composizione chimica dei materiali esposti al plasma, ma anche di “leggerne” la struttura in profondità, rilevando fenomeni come erosione superficiale e rideposizione di materiali provenienti da altre aree della camera a vuoto.
La seconda tecnica, la LID-QMS, permette invece una quantificazione estremamente precisa dei gas intrappolati nei componenti del reattore, inclusi deuterio, trizio e elio prodotto dalle reazioni di fusione e successivamente catturato nei materiali. Nel complesso, i risultati rappresentano un passo avanti importante per lo sviluppo di strumenti diagnostici avanzati nella ricerca sulla fusione, riducendo la necessità di interventi invasivi e lunghi fermi impianto.
“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 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.
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