La nuova piattaforma di fusione Pegasus-III presso l’Università del Wisconsin-Madison è ora operativa dopo anni di lavoro che ha coinvolto decine di migliaia di componenti.
Ricercatori dentroUniversità del Wisconsin-Madison Sono iniziati gli esperimenti che faranno avanzare il campo dell’energia da fusione.
Una piattaforma dedicata allo studio delle tecnologie innovative
Supportata dall’Ufficio per le scienze dell’energia da fusione del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, la nuova struttura Pegasus-3 fornisce una piattaforma nazionale dedicata allo studio di tecnologie innovative per l’avvio del plasma, il gas ionizzato estremamente caldo che rilascia energia in un reattore a fusione.
L’obiettivo finale di questa ricerca è quello di far avanzare la scienza del plasma e la comprensione dell’energia di fusione per contribuire a ridurre i costi e la complessità dei futuri sistemi energetici di fusione, che potrebbero fornire un’abbondante fonte di energia pulita sfruttando il processo che alimenta il nostro sole. .
“In sostanza, stiamo sviluppando una candela innovativa per accendere i fuochi di fusione dei futuri sistemi energetici da fusione“, spiega Stephanie Deem, assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Nucleare e Ingegneria Fisica, che gestisce Pegasus-III.
Sono allo studio tre metodi di avvio
La piattaforma Pegasus-III è costituita da una bottiglia magnetica compatta a forma di ciambella chiamata a Tokamak sfericoPerché contiene plasma a temperature molto elevate. Quasi tutti i tokamak del mondo si affidano all’induzione magnetica di un magnete centrale, chiamato solenoide, per guidare la corrente che produce e riscalda il plasma.
Tuttavia, eliminare la necessità di un solenoide centrale in un tokamak semplificherebbe notevolmente il processo di costruzione e ridurrebbe il costo di questi dispositivi, aumentandone così l’idoneità alla produzione di energia commerciale. Ecco perché i ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison stanno utilizzando Pegasus-III per studiare diverse tecniche di avviamento senza soleno, tra cui l’iniezione con ventola locale, l’iniezione con ventola assiale e le onde a radiofrequenza.
“Siamo in uno spazio unico alla UW-Madison dove possiamo studiare tutti e tre questi metodi in un unico dispositivo“, spiega Stephanie Deem.Non solo possiamo testare ciascuna tecnologia individualmente, ma possiamo anche studiare se una tecnologia può migliorarne un’altra. Inoltre, possiamo manipolare la macchina per progettare qualsiasi esperimento per testare diverse teorie e questo fornisce anche una grande opportunità di apprendimento pratico per i nostri studenti“.
Verso modelli per dispositivi più grandi
Man mano che apprendono di più sulla fisica fondamentale del plasma associata a queste tecnologie di avvio, i ricercatori svilupperanno modelli per adattarli a dispositivi di fusione più grandi.
Costruire Pegasus-III è stata un’impresa enorme e un vero lavoro di squadra, afferma il professor Deem. “Tutto ciò che rimane della fase precedente di installazione è il contenitore e alcune bobine magnetiche. “Abbiamo costruito nuovi alimentatori e un nuovo campo magnetico toroidale più forte per confinare il plasma, quindi questa è una struttura completamente nuova.”“.
La sfida è stata vinta nonostante la pandemia
Il progetto di costruzione è iniziato nel 2020 con l’inizio della pandemia di COVID-19, che ha comportato ulteriori sfide. Stephanie Deem attribuisce il successo del progetto alla flessibilità, al duro lavoro e alla dedizione del gruppo di ricerca.
“Abbiamo un fantastico team di ricerca che ci è di grande aiuto e tutti sono stati straordinari con tutto il lavoro svolto su questo argomento“dice il ricercatore.”Non è stato facile costruire una nuova struttura durante la pandemia e affrontare i problemi della catena di fornitura, quindi sono davvero orgoglioso di tutto il team e molto entusiasta di mettere in funzione Pegasus-III.“.
Sintetico
La nuova piattaforma di fusione Pegasus-III presso l’Università del Wisconsin-Madison rappresenta un importante progresso nella ricerca sull’energia da fusione. Questa struttura unica, costruita nel corso di diversi anni, consentirà lo studio di tecnologie innovative per l’innesco e il riscaldamento del plasma, con l’obiettivo di rendere i futuri reattori a fusione più semplici e meno costosi.
In particolare, i ricercatori potranno testare tre promettenti metodi di avviamento senza solenoide centrale. Le loro scoperte sulla fisica fondamentale del plasma verranno utilizzate per sviluppare modelli per dispositivi più grandi.
Per una migliore comprensione
Qual è lo scopo di Pegasus-III?
L’obiettivo è studiare tecniche innovative per l’avviamento e il riscaldamento del plasma nei reattori a fusione, per ridurre la complessità e i costi dei futuri sistemi energetici da fusione.
In che modo questa esperienza è unica?
Pegasus-III è l’unica struttura al mondo che testa tre metodi promettenti per l’avvio del plasma senza un solenoide centrale sulla stessa macchina.
Le scoperte sulla fisica del plasma verranno utilizzate per sviluppare modelli per la progettazione di reattori a fusione più grandi ed efficienti.
Quali sfide ha superato la squadra?
La costruzione ha avuto luogo durante la pandemia di COVID-19 e ha richiesto un adattamento. La squadra ha dimostrato resilienza e perseveranza.
Didascalia chiave: I ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison utilizzano la nuova piattaforma Pegasus-III per studiare tecnologie innovative di avvio del plasma. Credito: Joel Hallberg.
[ Rédaction ]