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Dall'inferno del plasma solare ai reattori a fusione

28 maggio 2019

Dall'inferno del plasma solare ai reattori a fusione

L'osservazione del comportamento dei plasmi che

provocano i periodici brillamenti sul Sole ha permesso

di ottenere dati preziosi per progettare i reattori a

fusione nucleare

astrofisicanucleare

L'enigmatico comportamento del plasma solare, che è

all'origine dei periodici brillamenti del Sole, è stato

tracciato per la prima volta ad alta risoluzione da un

gruppo di ricerca franco-irlandese, che ne dà notizia

in un articolo su "Nature Communications".

Il risultato fornirà informazioni essenziali per la

realizzazione di reattori nucleari a fusione che siano

in grado di garantire una produzione di energia stabile

e continua.

La fusione nucleare rappresentata un modo di generare

energia nucleare molto diverso dalla fissione: non richiede

combustibile altamente radioattivo e produce scorie inerti.

Ma mentre i reattori a fissione si basano su una fisica

consolidata, i reattori a fusione (o almeno quelli detti a

confinamento magnetico) devono fare i conti con la fisica

dei plasmi, un terreno in buona parte inesplorato.

I brillamenti solari sono una conseguenza dei complessi

moti dei plasmi nell'atmosfera del Sole (NASA/SDO)Il plasma

- un fluido di atomi ionizzati ed elettroni che si forma ad

altissima temperatura - è considerato il "quarto stato" della

materia (accanto a quello solido, liquido e gassoso), e si

distingue per il comportamento particolarmente complesso

dei suoi costituenti, che possono interagire fra loro a distanze

molto superiori di quanto accada in un gas.

In effetti, la quasi totalità della materia ordinaria dell'universo

si trova allo stato di plasma, che è estremamente difficile da

studiare perché sulla Terra le condizioni che ne permettono la

formazione, come i fulmini, sono rare.

Anche i laboratori appositamente allestiti per studiare il plasma

riescono a riprodurre solo alcune delle condizioni in cui esso si

forma, ma non quelle estreme, in cui il comportamento di questo

stato della materia può cambiare in modi non ancora compresi.

Il miglior laboratorio naturale resta quindi il Sole, che Eoin P.

Carley e i suoi colleghi del TrinityCollege di Dublino

dell'Osservatorio di Parigi sono riusciti a sfruttare analizzando

i dati raccolti dalla sonda Solar Dynamics Observatory della NASA.

In particolare, i ricercatori sono stati in grado di monitorare

con un'alta risoluzione temporale e spaziale le pulsazioni delle

emissioni luminose e radio prodotte dal plasma.

L'interno del Joint European Torus (JET), il più grande reattore

a fusione nucleare a confinamento magnetico finora costruito

(EUROfusion)Questi dati sono essenziali per comprendere i

cosiddetti fenomeni di instabilità del plasma contro cui combattono

gli scienziati e gli ingeneri alle prese con la creazione di impianti di

fusione nucleare.
"I plasmi di fusione nucleare sono altamente instabili" spiega Peter T.

Gallagher, coautore dello studio. "Non appena il plasma inizia a

generare energia, un processo naturale blocca la reazione.

Da un lato questo rappresenta un interruttore di sicurezza intrinseco:

nei reattori a fusione non si possono innescare reazioni fuori controllo;

ma significa anche che è difficile mantenere in uno stato stabile per la

produzione di energia.

Studiando come i plasmi diventano instabili sul Sole, possiamo

imparare a controllarli sulla Terra." (red)