È uno degli aspetti più critici di tutto il progetto di prova e sviluppo del sistema di riscaldamento del plasma di ITER con iniezione di particelle neutre.
Siamo all’interno della camera da vuoto di MITICA, il prototipo dell’iniettore, dove il grande cortocircuitatore, installato nel 2019, lascia il posto al mock-up della sorgente di ioni negativi, per consentire gli studi sulla alta tensione in vuoto fino a 1 MV. È uno step importante, già previsto a valle della prova di isolamento del sistema di alimentazione fornito dai partner giapponesi del QST da F4E, recentemente sostenuta con successo fino a 1 MV.
Data la limitata conoscenza sui fenomeni di tenuta di alte tensioni in vuoto su lunghe distanze, è stato necessario progettare e realizzare un mock-up elettrostatico della sorgente di ioni da installare all’interno del vessel al posto della sorgente per studiare le eventuali problematiche di tenuta della tensione in vuoto e testare possibili soluzioni prima dell’entrata in funzione dell’iniettore.
Fornito dalla ditta italiana Fantini Sud, questo componente di fatto si comporta, da un punto di vista elettrostatico, come la sorgente che, una volta a regime, riceverà la tensione necessaria alla generazione e accelerazione degli ioni negativi.
Nel prototipo dell’iniettore HNB di ITER, il fascio accelerato di ioni dovrà essere neutralizzato prima di essere iniettato nel tokamak, per attraversare indenne i grandi campi magnetici, e giungere al centro del plasma. Lì potrà cedere la propria energia per portare ITER alle temperature di innesco delle reazioni di fusione: 150 milioni di gradi.
Per meglio comprendere il sistema, diamo uno sguardo ai parametri richiesti da ITER, ricordando che Il suo principale sistema di riscaldamento sarà formato da due iniettori di neutri (NBI), ciascuno con un’energia di 1 MeV e un fascio di ioni negativi di Deuterio da 40 A, per fornire al plasma una potenza di circa 16.5 MW per un’ora.