A cura di Maria Teresa Orlando
Un nuovo grande traguardo per la ricerca sulla fusione a Padova: nei giorni scorsi è stata completata la consegna al Consorzio RFX della sorgente di MITICA, uno dei componenti più importanti e complessi del progetto NBTF (Neutral Beam Test Facility), l’impianto internazionale dedicata alla prova e sviluppo degli iniettori di particelle neutre per ITER, il grande esperimento mondiale sulla fusione nucleare in costruzione a Cadarache, in Francia.
Frutto di una lunga collaborazione internazionale coordinata da Fusion for Energy (F4E) e dal Consorzio RFX, sviluppata insieme a ALSYMEX e a numerosi partner industriali europei, la sorgente rappresenta il cuore del sistema MITICA, il prototipo a grandezza reale degli iniettori che verranno utilizzati in ITER per riscaldare il plasma. Il sistema è progettato per generare fasci di neutri ad altissima energia capaci di trasferire al plasma una potenza di circa 16,5 MW, con energie delle particelle fino a 1 MeV e impulsi della durata fino a un’ora: prestazioni mai raggiunte prima in un sistema di questo tipo.
La sorgente ha il compito di generare, estrarre e accelerare gli ioni negativi che formeranno il fascio neutro destinato a ITER. È composta da due sezioni principali, ciascuna dedicata a una funzione specifica.
La prima sezione è la Plasma Source (o RF Source), dove viene generato il plasma. È costituita da 8 driver cilindrici contenenti idrogeno o deuterio. Attorno ai driver sono avvolte bobine di rame percorse da corrente alternata ad alta frequenza. Le radiofrequenze prodotte ionizzano il gas trasformandolo in plasma e generando ioni negativi, positivi ed elettroni. Questa parte della sorgente è alimentata dal sistema ISEPS.
La seconda sezione è dedicata all’estrazione e accelerazione degli ioni negativi che formeranno il fascio neutro. È composta da 7 griglie di rame forate, con un totale di 1280 fori perfettamente allineati per guidare il fascio. Le griglie comprendono una plasma grid, una extraction grid, quattro acceleration grid e una grounded grid finale. Sulla loro superficie viene utilizzato cesio per migliorare l’efficienza della produzione di ioni negativi. Questa sezione è alimentata dal sistema AGPS e consente di accelerare le particelle fino alle energie richieste da ITER.
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Dal punto di vista tecnologico, si tratta di un componente di grandissima complessità ingegneristica: la sorgente opera in condizioni di vuoto spinto, utilizza radiofrequenze, campi magnetici e sistemi ad alta tensione. Deve garantire affidabilità e stabilità operativa durante lunghi impulsi di funzionamento.
La realizzazione della sorgente è il risultato di anni di lavoro condiviso tra enti di ricerca, industrie e partner internazionali. Diversi componenti sono stati prodotti grazie alle competenze avanzate di aziende specializzate come RI Research Instruments GmbH, Galvano-T, CECOM s.r.l. e 3DMF, mentre le attività di assemblaggio e test sono state completate presso ALSYMEX.
L’arrivo a Padova segna una nuova fase del progetto NBTF: nei prossimi mesi inizieranno le attività di integrazione, installazione e collaudo all’interno dei laboratori del Consorzio RFX, dove MITICA verrà progressivamente preparato per le future campagne sperimentali.
NBTF rappresenta oggi una delle infrastrutture più avanzate al mondo nel settore della fusione e conferma il ruolo centrale di Padova e della ricerca italiana nello sviluppo delle tecnologie necessarie per l’energia del futuro.
Questo importante risultato è anche il simbolo di una collaborazione internazionale costruita nel tempo: oltre 15 anni di attività congiunta e decine di contratti hanno permesso di sviluppare competenze e tecnologie strategiche per ITER e per il futuro della fusione in Europa.
Maria Teresa Orlando