Cos'è la fusione del confinamento magnetico?

La fusione del confinamento magnetico è un approccio alla fusione nucleare che prevede la sospensione di un plasma (gas ionizzato) in un campo magnetico e aumenta la temperatura e la pressione a grandi livelli.La fusione nucleare è un tipo di energia nucleare prodotta quando i nuclei atomici leggeri - idrogeno, deuterio, trizio o elio - vengono fusi insieme a grandi temperature e pressioni.Tutti i soli luce e calore derivano da reazioni di fusione nucleare in corso nel suo nucleo.È attraverso questo che il sole può esistere: la pressione esteriore delle reazioni di fusione bilancia la tendenza al collasso gravitazionale.

Sebbene l'umanità abbia sfruttato l'energia di fissione - rompendo i nuclei pesanti - per l'energia nucleare, l'energia di fusione di successo ci sfugge ancora.Finora, ogni tentativo di generare energia di fusione consuma più energia di quanto produca.La fusione del confinamento magnetico è uno dei due approcci popolari alla fusione nucleare: l'altro è la fusione inerziale di confinamento, che prevede il bombardare un pellet di combustibile con laser ad alta potenza.Attualmente esiste un progetto multimiliardario che persegue ogni percorso: la struttura di accensione nazionale negli Stati Uniti sta perseguendo la fusione inerziale di confinamento e il reattore sperimentale termonucleare internazionale, un progetto internazionale, sta perseguendo la fusione del confinamento magnetico.

Esperimenti nella fusione del confinamento magnetico iniziarono nel 1951, quando Lyman Spitzer, fisico e astronomo, costruì lo stelleratore, un dispositivo di confinamento al plasma a forma di otto figure.Una grande svolta arrivò nel 1968, quando gli scienziati russi presero il design di Tokamak al pubblico, un toro che sarebbe stato il design dei dispositivi di fusione di confinamento magnetico a venire.Nel 1991, nel Regno Unito, nel Regno Unito, nel Regno Unito, uno sferomak o un tokamak sferico.I test hanno mostrato che questo dispositivo è circa tre volte migliore della maggior parte dei tokamak all'inizio delle reazioni di fusione, e gli sferomak continuano a essere un'area in corso di indagine sulla ricerca di fusion.

Affinché le reazioni di fusione siano efficienti, il centro di un reattore TokamakDeve essere riscaldato a temperature circa 100 milioni di Kelvin.A temperature così elevate, le particelle hanno un'enorme energia cinetica e cercano costantemente di scappare.Una ricerca di fusione confronta la sfida della fusione del confinamento magnetico con quella di stringere un palloncino - se si preme duramente da un lato, si spenga su un altro.Nella fusione di confinamento magnetico, questo scoppio fa scontrarsi particelle ad alta temperatura con la parete del reattore, raschiando pezzi di metallo in un processo noto come sputtering.Queste particelle assorbono l'energia, abbassando la temperatura totale del plasma limitato e rendono difficile il raggiungimento della giusta temperatura.

Se il potere di fusione potesse essere padroneggiata, potrebbe diventare una fonte di energia senza pari per l'umanità, ma anche i ricercatori più ottimisti non si aspettano la generazione di energia commerciale prima del 2030.