All’incirca tre volte la temperatura del nucleo del nostro Sole. Questa è praticamente la temperatura del mini-reattore a fusione nucleare presentato di recente da Zap Energy. In passato diversi reattori avevano raggiunto solo la temperatura nel nucleo, ma l’esperimento FuZE è riuscito addirittura a superare di gran lunga questo limite, grazie al suo dispositivo che è addirittura più piccolo di quello della concorrenza.
Zap Energy presenta il progetto FuZE
Il Fusion Z-pinch Experiment (da ora FuZE) ha raggiunto una temperatura nelle misurazioni condotte un intervallo tra 11 e 37 milioni di gradi Celsius. Proprio la tecnologia di Zap offre il potenziale per un percorso molto più breve e pratico verso un prodotto commerciale in grado di produrre energia abbondante e priva di emissioni di carbonio.
Sviluppato presso l’Università di Washington, il dispositivo è stato trasferito nelle strutture dedicate alla ricerca e sviluppo di Zap Energy nel 2020. I risultati contenuti nell’articolo pubblicato su Physical Review Letters sono stati raccolti nel 2022 in una collaborazione finanziata dall’ARPA-E con ricercatori del:
- Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL),
- Università della California, San Diego (UCSD).
L’azienda americana ha già commissionato un nuovo dispositivo sperimentale di prossima generazione, FuZE-Q. Un mini-reattore che dovrebbe essere in grado di produrre una quantità di energia molto maggiore.
Il procedimento di generazione del plasma
Alla base di tutto c’è la generazione del plasma, necessario per raggiungere le elevatissime temperature proprie della fusione nucleare. Perché grazie alla compressione e il riscaldamento di un plasma, costituito da due forme di idrogeno chiamate deuterio e trizio, avviene la collisione e la fusione dei loro nuclei. E così l’emissione di temperature pressoché insostenibili a livello tecnico.
Grazie alla tecnologia di Zap Energy, basata su uno schema di confinamento del plasma (Z-Pinch), le grandi correnti elettriche si trovano incanalate attraverso un sottile filamento di plasma. Proprio questo genera i campi elettromagnetici che riscaldano e comprimono il plasma.
Per risolvere il problema della breve durata della generazione del plasma, Zap Energy ha applicato un flusso dinamico attraverso il plasma grazie a un processo chiamato letteralmente stabilizzazione del flusso di taglio.
In conclusione, dalle misurazioni si evince che la temperatura degli elettroni e la produzione di neutroni da fusione raggiungono il picco simultaneamente, invece che in tempi diversi come riportato negli esperimenti storici. Garantendo così maggiore gestione del processo di fusione nucleare.
E questo senza richiedere magneti superconduttori o laser potenti, tecnologie decisamente più costose e che renderebbero la lavorazione meno conveniente.
Per saperne di più, vi suggeriamo la lettura del paper pubblicato su Physical Review Letters:
B. Levitt et al., Elevated Electron Temperature Coincident with Observed Fusion Reactions in a Sheared-Flow-Stabilized Z Pinch, Physical Review Letters (2024), DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.155101
