Energia da fusione: EAST Tokamak in Cina raggiunge un traguardo fondamentale

L'Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) in Cina è riuscito a mantenere un funzionamento del plasma ad alto confinamento in stato stazionario per 1,066 secondi, battendo il suo precedente record di 403 secondi raggiunto nel 2023.   

Il 20 gennaio 2025, la struttura Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) in Cina (comunemente nota come il "sole artificiale" della Cina) ha mantenuto con successo un'operazione di plasma ad alto confinamento a stato stazionario per 1,066 secondi. La durata di 1,066 secondi è un passaggio fondamentale nella ricerca sulla fusione; quindi questo risultato è una pietra miliare nella ricerca sulla generazione di energia da fusione. La struttura EAST aveva precedentemente mantenuto un'operazione di plasma ad alto confinamento a stato stazionario per 403 secondi nel 2023. Per consentire la fusione nucleare, le strutture di fusione controllata devono raggiungere temperature superiori a 100 milioni di ℃ mantenendo un'operazione stabile a lungo termine.  

L'impianto Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) in Cina è diventato operativo nel 2007. Si tratta di un dispositivo tokamak e, da quando è diventato operativo, è servito come piattaforma di test aperta per gli scienziati per condurre esperimenti e ricerche sulla fusione.  

Il dispositivo tokamak EAST è simile a ITER per forma ed equilibrio, ma più piccolo, ma più flessibile. Ha tre caratteristiche distintive: sezione trasversale non circolare, magneti completamente superconduttori e componenti di rivestimento del plasma (PFC) completamente raffreddati ad acqua. Ha fatto progressi significativi nell'approccio di confinamento magnetico della fusione nucleare, in particolare nel raggiungimento di temperature del plasma da record. 

L'uso di magneti per confinare e controllare il plasma è uno dei due approcci principali per raggiungere le condizioni estreme necessarie per la fusione nucleare. I dispositivi Tokamak utilizzano campi magnetici per generare calore e confinare il plasma ad alta temperatura. ITER è il più grande progetto tokamak al mondo. Con sede a St. Paul-lez-Durance nel sud della Francia, ITER è la più ambiziosa collaborazione di 35 nazioni per l'energia da fusione. Utilizza un toro ad anello (o dispositivo magnetico a ciambella) per confinare il combustibile di fusione per lunghi periodi a temperature sufficientemente elevate da consentire l'accensione della fusione. Come ITER, il programma di fusione STEP del Regno Unito si basa sul confinamento magnetico del plasma mediante tokamak. Tuttavia, il tokamak del programma STEP avrà una forma sferica (invece della forma a ciambella di ITER). Un tokamak sferico è compatto, conveniente e potrebbe essere più facile da scalare.   

La fusione a confinamento inerziale (ICF) è l'altro approccio per ottenere le condizioni estreme richieste per la fusione nucleare. In questo approccio, le condizioni di fusione estreme vengono create comprimendo e riscaldando rapidamente una piccola quantità di combustibile di fusione. Il National Ignition Facility (NIF) presso il Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) utilizza la tecnica di implosione laser-driven per far implodere capsule riempite con combustibile deuterio-trizio utilizzando raggi laser ad alta energia. Il NIF ha recentemente dimostrato la prova di concetto di questo approccio, ovvero che la fusione nucleare controllata può essere sfruttata per soddisfare le esigenze energetiche.   

*** 

Riferimenti:  

1. Hefei Institutes of Physical Science, CAS. Notizie – Il “sole artificiale” cinese raggiunge un nuovo record in una pietra miliare significativa verso la generazione di energia da fusione. Pubblicato il 21 gennaio 2025. Disponibile su https://english.hf.cas.cn/nr/bth/202501/t20250121_899051.html  

2. Tokamak superconduttore avanzato sperimentale (EAST). Breve introduzione. Disponibile su  http://east.ipp.ac.cn/index/article/info/id/52.html  

3. Zhou C., 2024. Confronto tra EAST e tokamak ITER. Theoretical and Natural Science,43,162-167. DOI: https://doi.org/10.54254/2753-8818/43/20240818  

4. Hu, J., Xi, W., Zhang, J. et al. Tutti i tokamak superconduttori: EAST. AAPPS Bull. 33, 8 (2023). https://doi.org/10.1007/s43673-023-00080-9  

5. Zheng J., et al 2022. Recenti progressi nella ricerca cinese sulla fusione basata sulla configurazione tokamak superconduttiva. The Innovation. Volume 3, numero 4, 12 luglio 2022, 100269. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100269  

*** 

Articoli correlati  

1. Programma di energia da fusione del Regno Unito: svelato il progetto concettuale per la centrale elettrica prototipo STEP (7 settembre 2024).  

2. "Fusion Ignition" è stato presentato per la quarta volta al Lawrence Laboratory (20 dicembre 2023) 

3. Fusion Ignition diventa una Realtà; Energy Breakeven raggiunto al Lawrence Laboratory (15 dicembre 2022) 

***