Condizioni per la realizzazione del reattore a fusione
Il cammino per arrivare alla realizzazione del reattore a fusione prevede il raggiungimento di alcuni obbiettivi fondamentali, in sequenza:
- Il Breakeven. Quando l' energia generata dalla fusione eguaglia quella immessa dall'esterno per mantenere il plasma a temperatura termonucleare.
Il breakeven dimostra la fattibilitā scientifica del reattore a fusione.
- L' Ignizione. Quando si ha l' autosostentamento della reazione di fusione, ad opera dei nuclei di elio prodotti.
- La Fattibilità tecnologica. Quando, il rendimento netto di tutto l' impianto è positivo.
condizioni per il reattore a fusione
Nel futuro reattore a fusione la reazione dovrà infatti autosostenersi: si suppone cioè che le particelle alfa intrappolate nel volume di plasma cedano ad esso la loro energia così da mantenerlo caldo dopo l'iniziale riscaldamento ottenuto con mezzi esterni. I neutroni trasferiscono intanto la loro energia al mantello del reattore, generando il trizio e tramutando energia in calore, utilizzabile per produrre energia elettrica.
L'energia prodotta dalle reazioni di fusione si esplica sotto forma di energia cinetica (calore) dei prodotti della reazione:
- i neutroni, che trasportano circa l' 80% dell'energia prodotta, abbandonano il plasma senza interazioni apprezzabili e vengono assorbiti dal "mantello" di litio, posto intorno al nocciolo del reattore e utilizzato per la rigenerazione del trizio. Il mantello di litio deve essere sufficientemente spesso (circa 1 m) per assorbire i neutroni di fusione ( di 14 MeV). Essi vanno quindi a riscaldare un fluido e producono energia elettrica attraverso uno scambiatore di calore;
- i nuclei di elio, più pesanti, rimangono intrappolati nel plasma e trasferiscono ad esso la loro energia, ottenendo così l' autosostentamento della reazione senza ulteriore riscaldamento dall' esterno.
schema di principio del reattore a fusione
Questo schema prefigura il futuro reattore termonucleare in cui la potenza liberata nella reazione (energia per unità di tempo) sarà proporzionale alla densità dei nuclei reagenti, alla probabilità che ha la reazione di verificarsi e alla temperatura del plasma.
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