Tecnologie fusione nucleare

La realizzazione dell’energia da fusione nei reattori di prossima generazione necessita di ricerca scientifica e tecnologica applicata al controllo dei plasmi confinati magneticamente. Di questi aspetti, dalla ricerca sui dati nucleari ed i materiali strutturali e funzionali, allo sviluppo di componenti e sistemi per il controllo e l’alimentazione in ambienti ostili, alla progettazione avanzata e in chiave di safety, si occupa la divisione Tecnologie della Fusione del dipartimento FSN.

Una delle sfide della fusione a confinamento magnetico e’ la realizzazione delle strutture entro le quali contenere il plasma di deuterio e trizio, e degli strumenti che ne consentono il monitoraggio ed il controllo. L’elevato flusso di neutroni ed altre particelle cariche e neutre sui materiali strutturali e funzionali, quali criostati, breeding blanket, divertore, sistemi di scambio termico, strutture di sostegno, richiede studi approfonditi sulla funzionalita’, resistenza ed affidabilita’ durante la vita utile del reattore. Lo stesso vale per i rivelatori di particelle e radiazione, i relativi sistemi elettronici di acquisizione, i sistemi di controllo del plasma. Ricerca e sviluppo in tutti questi ambiti vengono svolti nella divisione Tecnologie della fusione attraverso numerose linee di attivita’:

  • sviluppo e caratterizzazione di materiali innovativi sia strutturali che funzionali per i reattori nucleari di prossima generazione e a fusione
  • costruzione dei data base neutronici ed esperimenti di benchmark per la verifica dei codici di progettazione neutronica, utilizzando anche la sorgente Frascati Neutron Generator
  • sviluppo di diagnostiche neutroniche basate su diversi principi di rivelazione e sistemi di acquisizione
  • progettazione e realizzazione di sistemi di controllo in tempo reale, attraverso la realizzazione di prototipi e la successiva ingegnerizzazione
  • sviluppo di metodi di progettazione elettromagnetica, termo-meccanica e nucleare degli impianti e dei componenti sviluppati dal Dipartimento FSN e per i concetti di reattore sviluppati in ambito europeo
  • sviluppo di tecnologie relative ai componenti affacciati al plasma e all'ultra alto vuoto, progettazione e realizzazione di soluzioni innovative che utilizzano metalli liquidi
  • progettazione di sistemi di alimentazione elettrica per apparati sperimentali e per impianti di riscaldamento addizionale dei plasmi
  • ricerca e sviluppo per la realizzazione di apparati metrologici di visione basati su tecnologia laser da utilizzare in ambienti ostili, curandone la caratterizzazione in apposite piattaforme sperimentali
  • sviluppo di processi per il trattamento del combustibile di reattori a fusione
  • realizzazione di database per la valutazione della sicurezza e lo studio dei criteri di licensing degli impianti a fusione

Un’ampia parte del personale della divisione e’ coinvolta nella realizzazione del progetto Divertor Tokamak Test facility DTT, per il quale assicura la progettazione  e  realizzazione  dei principali  componenti  e  le alimentazioni  elettriche  della facility, collaborando al relativo layout ed implementazione.

La divisione gestisce anche il Frascati Neutron Generator FNG, una facility unica in Italia e tra le poche al mondo in grado di produrre neutroni da fusione deuterio-trizio e deuterio-deuterio a scopo di ricerca e servizio alle imprese.

Numerosi accordi nazionali ed internazionali, e contratti di ricerca e sviluppo, consentono al personale ricercatore e tecnologo della divisione la conduzione di attività in collaborazione con istituti, centri di ricerca, universita’ ed aziende, insieme ad attività di formazione e training di giovani ricercatori. EUROfusion, Fusion For Energy, ITER, JET sono tra maggiori consorzi, laboratori e programmi di ricerca a cui partecipa la divisione.

RNC ITER
Radial Neutron Camera all’interno di ITER
impianto HRP
Impianto HRP per fabbricazione Divertore ITER
Prototipo IVT ITER
Prototipo ENEA-ANSALDO dell’IVT del Divertore di ITER

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