Comunicazione

Un importante problema concettuale del reattore a fusione nucleare: il current drive.

Amicucci L., Cardinali A., Castaldo C., Cesario R., Napoli F., Panaccione L., Tuccillo A.
  Venerdì 30/09   09:00 - 12:00   Edificio Psicologia 2 - Aula 2B   II - Fisica della materia
La principale ricerca sull'energia a fusione termonucleare si basa su plasmi di deuterio e trizio confinati in macchine tokamak a formare una colonna di forma toroidale. Per raggiungere e mantenere per tempi sufficientemente lunghi le necessarie prestazioni di guadagno energetico delle reazioni di fusione, nel reattore dovrà scorrere in modo continuo un'elevata corrente di plasma $(>10$ MA), per riscaldarlo fortemente e ottenere elevate pressioni. Poiché il tokamak è una macchina di tipo induttivo, cioè capace di produrre solo regimi impulsati, sarà necessario l'ausilio di sistemi in grado di erogare al plasma una straordinaria potenza di riscaldamento e current drive. Inoltre, durante le operazioni, il profilo radiale di densità di corrente del reattore dovrà essere attivamente tenuto sotto controllo in modo da contrastare l'insorgere di modi instabili che potrebbero deteriore l'isolamento termico del plasma. Nel computo dei possibili contributi di corrente continua potrebbe essere vantaggiosamente inclusa anche la frazione di corrente non induttiva che il plasma autoproduce grazie a complessi meccanismi di trasporto (effetto bootstrap). Tuttavia tale corrente dipende dai gradienti di pressione, che s'instaurano specialmente in prossimità della periferia radiale della colonna di plasma, ma questi potrebbero imprevedibilmente cambiare durante le operazioni. Pertanto l'effettivo utilizzo della corrente di bootstrap, fondamentale per prevedere un reattore economicamente vantaggioso, è subordinata alla possibilità di disporre un metodo di controllo attivo del profilo di densità di corrente nella metà raggio esterna della colonna di plasma. Verranno discussi ulteriori risultati ottenuti a Frascati che mostrano per la prima volta come risolvere il suddetto cruciale problema del current drive nel reattore mediante l'attivazione di un un particolare meccanismo di feedback. Esso collega alla funzione di distribuzione degli elettroni del plasma con diverse componenti dello spettro in potenza lanciato dall'antenna, determinandone l'assorbimento in regioni interne del plasma di un reattore, prima considerate inaccessibili al meccanismo di lower hybrid current drive.