NEL GIOCO DI CORRENTI E TENSIONI IN VUOTO, C’È CHI A VOLTE SI METTE IN FUGA E COMPLICA LE COSE

16/03/2022 Ingegneria

In questi mesi è in fase di realizzazionela sorgente di ioni negativi di MITICA, il prototipo in scala reale del principale sistema di riscaldamento di ITER, il futuro rettore sperimentale a fusione in costruzione in Francia a Cadarache.

MITICA dovrà portare il plasma di ITER a 150 milioni di gradi e per far questo dovrà operare alla tensione di 1 MV. Per l’accelerazione degli ioni negativi la sua sorgente sarà composta da 5 griglie in serie polarizzate rispetto alla griglia di terra ad una tensione crescente 200, 400, 600, 800 e 1000 kV, alloggiate in una camera da vuoto.

Negli esperimenti che sfruttano il vuoto come mezzo isolante per mantenere le alte tensioni, uno degli aspetti da gestire riguarda le cosiddette micro-correnti o micro-scariche dovute all’emissione di elettroni e conseguente desorbimento di gas; tali correnti di fuga, se non controllate, rischiano di andare ad innescare delle scariche interne alla macchina non desiderate.

Al Consorzio RFX è allo studio un sistema diagnostico per identificare le zone più interessate da queste micro-correnti e facilitare quindi il raggiungimento della tensione nominale della sorgente nel modo più efficace mediante il controllo delle stesse tramite una corretta sequenza di applicazione della tensione. Lo strumento diagnostico sarà alimentato da una piccola batteria al litio collegata ad un circuito che rileverà la corrente di fuga tra ognuna delle 5 griglie previste nella sorgente di MITICA e il vessel. Una delle numerose complessità del sistema sta proprio nell’affidabilità della pila al litio che dovrà durare per un anno, in un ambiente in alto vuoto, in alta tensione, ed in presenza di disturbi elettromagnetici. Per proteggere la pila, al fine di poterla inserire nella camera da vuoto minimizzando i rischi di rottura della stessa, si sta sviluppando un ingegnoso sistema di contenimento che svolge anche la funzione di mitigare gli effetti indesiderati di eventuali guasti della batteria stessa in caso di malfunzionamento. I dati della diagnostica verranno poi raccolti mediante fibra ottica e visualizzati nella futura sala controllo dell’esperimento in tempo reale.

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