Il sistema magnetico Demo4 di Tokamak Energy può trasportare 12 milioni di ampere di elettricità

Energia Tokamak

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L’energia da fusione è il futuro dell’energia pulita e sostenibile. Viene generato durante una reazione di fusione quando due atomi più leggeri si scontrano per formarne altri più pesanti e rilasciare energia. Questa energia viene sfruttata e utilizzata per generare elettricità.

Negli ultimi decenni ci sono stati numerosi progressi e ricerche nel campo dell’energia da fusione, e Tokamak Energy ne ha appena annunciato uno nuovo, solo due mesi dopo aver annunciato un progresso precedente.

Alla conferenza internazionale sull'energia da fusione di questa settimana, Symposium on Fusion Engineering (SOFE), Tokamak Energy ha annunciato lo sviluppo di un sistema magnetico superconduttore chiamato Demo4.

Questo sistema magnetico avrà un'incredibile quantità di 12 milioni di Ampere (Amp) di elettricità che scorre attraverso la sua colonna centrale, che è quattro volte maggiore della corrente che passa attraverso il tokamak ST40 dell'azienda. Per metterlo in prospettiva, è 120.000 volte superiore al consumo tipico di elettricità di 100 A di una casa media nel Regno Unito.

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Uno dei requisiti principali dei reattori a fusione sono i forti campi magnetici in grado di controllare e confinare il plasma caldo nel reattore. È necessario far passare grandi quantità di corrente per generare campi magnetici così grandi.

I superconduttori offrono resistenza pari a zero all'elettricità, rendendoli la scelta ideale per questo utilizzo. Richiedono però temperature molto basse, prossime allo zero assoluto (-273,15 gradi Celsius o -459,67 gradi Fahrenheit). La soluzione è utilizzare determinati materiali che mostrano superconduttività a temperature relativamente più elevate (-196 gradi Celsius o -320,8 gradi Fahrenheit).

Questi materiali, noti come superconduttori ad alta temperatura (HTS), sono cruciali per l'energia di fusione e Tokamak Energy è un pioniere nella creazione di magneti HTS.

Parlando dello sviluppo dei magneti HTS, il Dr. Rod Bateman, che gestisce il team di sviluppo dei magneti HTS presso Tokamak Energy, ha precedentemente affermato: "La svolta per consentire un tokamak sferico compatto è stato lo sviluppo del materiale HTS che può funzionare in campi magnetici elevati .

I nostri co-fondatori, il dottor David Kingham e il professor Mikhail Gryaznevich, sono stati tra i primi pionieri a identificare l’opportunità di applicare questa tecnologia all’energia di fusione, sostituendo i magneti di rame. Abbiamo testato con successo questa tecnologia in uno dei nostri primi dispositivi, ST25-HTS, e poi abbiamo deciso di sviluppare, parallelamente al nostro programma di tokamak sferico, un programma di magneti dedicato."

Questi magneti HTS generano forti campi magnetici che confinano e controllano il plasma, facilitando pressioni e temperature più elevate necessarie per le reazioni di fusione. Inoltre, i magneti HTS richiedono meno potenza di raffreddamento, semplificando i sistemi di raffreddamento e riducendo i costi nei reattori a energia di fusione.

Tokamak Energy sta sviluppando il sistema magnetico Demo4 per replicare i campi magnetici richiesti per le centrali elettriche a fusione. Il plasma nei nuclei del reattore può raggiungere temperature superiori a quelle del centro del Sole (~15 milioni di gradi Celsius o 27 milioni di gradi Fahrenheit).

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Creando forti forze magnetiche, Tokamak Energy mira a testare per la prima volta scenari rilevanti per le centrali a fusione.

Il sistema Demo4 è composto da 44 bobine magnetiche realizzate in nastro HTS. Il sistema funzionerà nel vuoto a una temperatura estremamente bassa di meno 253 gradi Celsius (-423,4 gradi Fahrenheit), ottenuta mediante criorefrigeratori a ciclo chiuso.

In vista di una panoramica completa di Demo4 presentata al SOFE, Graham Dunbar, responsabile tecnico di Tokamak Energy, ha affermato che il sistema Demo4 sarà un insieme completamente bilanciato di magneti modellati in una configurazione tokamak. Il sistema da 18 Tesla sarà quasi un milione di volte più forte del campo magnetico terrestre.

"Demo4 sarà un insieme completamente bilanciato di magneti modellati in una configurazione tokamak. È importante sottolineare che ci consentirà di creare forze magnetiche sostanziali e di testarle per la prima volta in scenari rilevanti per le centrali a fusione. Gli insegnamenti di questo sistema unico spingeranno promuovere la nostra comprensione della tecnologia necessaria per fornire energia da fusione pulita, sicura e conveniente negli anni ’30", ha spiegato.