Dopo 3 anni di operazioni su SPIDER, la sorgente di ioni negativi più potente al mondo, è stato previsto un periodo di shutdown per effettuare manutenzioni ed apportare alcuni miglioramenti.
Lo scopo di SPIDER è proprio quello di studiare come funziona una sorgente di ioni negativi di tale potenza (1MW di potenza a radiofrequenza per generare il plasma) e dimensioni (due volte più grande della sorgente attualmente in uso presso il Max-Planck-Institut in Germania), con l’obiettivo di provare e perfezionare la sorgente prima di costruire MITICA, che sarà l’iniettore di neutri del futuro reattore sperimentale a fusione ITER.
Il primo plasma in SPIDER è stato generato nel giugno 2018. Da quel momento, le operazioni sono proseguite portando a risultati soddisfacenti:
Tutta la campagna è stata seguita da un team di scienziati (fisici, ingegneri e tecnici) che ne hanno monitorato ogni fase grazie a sofisticati strumenti di misura, in molti casi sviluppati appositamente, che hanno anche permesso di individuare alcuni limiti tecnici dell’esperimento, definendo i parametri operativi accessibili.
A quel punto, si è potuto usare SPIDER sistematicamente per studiare i due meccanismi principali di produzione di ioni negativi. In particolare, dopo l’ulteriore stadio di apprendimento sull’uso del cesio come catalizzatore, si è avuto accesso alla modalità operativa ad alta densità di corrente, grazie all’aumentata produzione di ioni negativi resa possibile dalla deposizione del cesio sulle superfici interne della sorgente.
In questa fase, si sono trovate densità di corrente fino a 200A/m2 e divergenza del fascio di 12mrad, parametri che sono coerenti con i risultati trovati in esperimenti simili.
Alla luce di quanto appreso dopo il successo di questa prima campagna sperimentale, la sorgente è stata estratta dalla camera a vuoto per verifiche ed analisi sulle superfici interne: in questo modo, fisici ed ingegneri del Consorzio RFX hanno ulteriormente confermato quanto misurato sperimentalmente.
Questo ha dato nuovo impulso alla realizzazione delle modifiche volte a migliorare le prestazioni, tra cui l’aumento delle capacità di mantenere la pressione ottimale e la sostituzione dei generatori a radiofrequenza con amplificatori più performanti e meglio controllabili.
Tali sviluppi renderanno SPIDER pronto per la prossima fase sperimentale, avvicinandoci sempre più ai parametri necessari per il successo dell’operazione di ITER.
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