The Quest for Clean Energy Inexhautible da Via della fusione nucleare

Published on April 13, 2010 at 9:39 AM

Ecco ricerca professore Raúl Sánchez Fernández della Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), che è il destinatario del "Miguel Catalán" premio, assegnato dalla Comunidad de Madrid agli scienziati under 40, per le sue ricerche in fisica dei plasmi e della fusione termonucleare.

La fusione nucleare si produce quando due nuclei atomici di elementi leggeri si uniscono cedendo il passo a elementi più pesanti, liberando così una quantità enorme di energia. Affinché questa reazione da produrre, un contributo grande di energia è necessario per raggiungere temperature di decine di milioni di gradi che permettono i nuclei di avvicinarsi abbastanza per superare la loro repulsione naturale e poi essere condensato nello stato di plasma. Tuttavia, una volta avviato, il processo può sostenersi con il contributo minimo di energia esterna, formando quello che viene chiamato accensione plasma. Al fine di mantenere questi plasma venga a contatto con qualsiasi mezzo materiale, uno dei metodi utilizzati in alcuni reattori a fusione a confinamento magnetico è che consiste nell'isolare il plasma in una camera vuota attraverso campi magnetici.

Immagine di un istante di turbolenza indotta da gradienti di temperatura ionica, che si crede di dominare la reclusione nel centro di plasmi di fusione. Questa simulazione è stata condotta in un toroide geometrica con i parametri di un tokamak

"Uno dei problemi è che questi tipi di plasmi sono per natura molto instabile e sono dominate dalla turbolenza che appare nella parte interna e rende il plasma così come la sua energia uscire molto velocemente dal destinatario magnetica che confina essa", professore Raúl Sánchez ha spiegato, che ha focalizzato le sue ricerche sul campo della fisica dei plasmi e della fusione termonucleare, in particolare lo studio teorico e di base della fisica dei sistemi di confinamento del plasma magnetico, impiegato dal prototipo di reattore ITER Tokamak, che è attualmente in costruzione.

Il successo di questo modo di produrre energia richiede di evitare la comparsa di queste instabilità o controllare loro se appaiono, così come le turbolenze che dominano gli interni e di accelerare notevolmente il deterioramento del confinamento. Negli ultimi decenni enormi progressi sono stati fatti in questa direzione, ma plasma di deuterio sono stati usati, che non producono neutroni ad alta energia e, come tale, più facile da utilizzare. La fusione di deuterio e trizio, tuttavia, è il più energicamente accessibile, dal momento che richiede una temperatura più bassa. Per questo motivo, ci sono ancora molte sfide che devono essere soddisfatte, come quelle che hanno a che fare con l'introduzione di trizio, un isotopo instabile, o la prova che questi plasma possono entrare in accensione, che è "auto-calore" con l'energia accumulata da parte degli atomi di elio prodotte nelle reazioni di fusione. "Inoltre", ha aggiunto il ricercatore, "la fusione di deuterio e trizio, i due elementi che vengono utilizzati, producono grandi flussi di neutroni molto energetici che vanno verso le pareti del reattore, per i quali materiali devono essere scoperto che sono in grado di supportare questi flussi ", ha concluso. Con l'obiettivo di soddisfare tutte queste sfide, la comunità internazionale, compresa la Spagna, ha avviato il progetto ITER, un reattore di questo tipo che è in costruzione nel sud della Francia con un budget di 200.000 milioni di euro. Il futuro di questa fonte di energia, che è in teoria pulita e inesauribile, dipende il successo del progetto.

Prof. Raul Sanchez ha lavorato all'interno del Gruppo UC3M fisica del plasma, dove lui ei suoi colleghi cercano di capire da un punto di vista teorico le dinamiche della turbolenza che domina questi plasma o loro magneto-idrodinamica stabilità. La varietà dei fenomeni che appaiono in questi plasma è così grande che richiedono il ricercatore che studia loro di avere un comando di molte aree della fisica, dalla fisica dell'elettromagnetismo di fisica statistica, tra cui fisica atomica, la fisica dei fluidi, e la relatività speciale fisica. "Siamo un gruppo relativamente piccolo ma molto attivo a livello internazionale, lavorando con reattori tokamak (come nel progetto ITER), così come nei meccanismi di fusione di altri, come il stellarator o la rovesciata-field-pinch", il noto esperto.

Degno di nota nella sua ricerca è lo studio di stabilità MHD di plasma configurazioni di confinamento magnetico. In questo senso, il codice COBRA sviluppato nel 2000 per il calcolo di questa stabilità, è uno strumento standard che è stato ampiamente utilizzato nei laboratori di fusione più importante delle parole, come ad esempio nella progettazione del stellarator NCSX e il QPS del Laboratorio nazionale di Oak Ridge, nonché per l'interpretazione dei risultati sperimentali del TJ-II heliac del CIEMAT, il W7-AS Helias in Germania, e il torsatron LHD del Giappone. Al momento il codice SIESTA è stato sviluppato per risolvere equilibri magnetici con le isole e le regioni stocastico che può essere trasformato in uno strumento molto utile per il progetto ITER, nonché per la progettazione delle migliori configurazioni di reattori in futuro, secondo i ricercatori. Tutte queste attività hanno contribuito a far progredire in modo rilevante la conoscenza dell'energia di fusione, e ottenendo così importanti prestigio internazionale.

Il ricercatore ha ricevuto la notizia del premio, mentre negli Stati Uniti durante un soggiorno presso il laboratorio nazionale di Oak Ridge, dove lavora a diversi progetti legati allo studio della turbolenza, il trasporto e la stabilità dei plasmi di fusione confinati magneticamente come ha fatto ora per diversi anni insieme ad altre persone del Dipartimento dell'Università di Fisica. "Sono rimasto basito quando ho sentito la notizia in quanto rappresenta il riconoscimento del mio lavoro e quello dei miei collaboratori nel corso degli anni, e anche perché spero che possa aiutare la nostra comunità piccola ma vivace scientifica che svolga un lavoro nel settore dei plasmi di fusione e fisica per ottenere il riconoscimento in questo paese ", ha affermato.

Il "Miguel Catalán" premi per le scoperte scientifiche mirano a stimolare e fomentare la ricerca e per promuovere, riconoscere e onorare i valori scientifici ed umanistici di ricercatori con i link alle Comunità di Madrid, ricercatori, che attraverso il loro lavoro, hanno contribuito al miglioramento della conoscenza, il progresso e la dignità per l'umanità. Questo premio particolare, destinato ai ricercatori sotto i 40 anni, è pari a 21.000 euro per il destinatario onorato. Il premio, come riconoscimento di eccellenza nella ricerca, i valori di carriera e l'impatto del lavoro svolto da questo professore del Dipartimento di Fisica UC3M, che collabora strettamente con l'Università dell'Alaska a Fairbanks e la Oak Ridge National Laboratory del Tennessee (USA ), un centro di importanza mondiale nel plasma e tecnologie della fusione.

Last Update: 7. October 2011 11:32

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