Corso base sulla Tecnologia di Fusione e Progetto ITER

Introduzione

Lo stile di vita attuale, la crescita smodata della popolazione dei paesi emergenti e l’ineluttabile scarsità di combustibile primario, porteranno in qualche decade ad uno scenario catastrofico in relazione ai problemi di produzione dell’energia mondiale.

La fusione termonucleare rappresenta una soluzione credibile e duratura al problema.

Oggigiorno, sforzi considerabili vengono dedicati alla realizzazione di reattori di fusione.  Tra i principali vantaggi della fusione possiamo mensionare il carattere illimitato del combustibile, l’assenza di emissioni di gas serra e la riduzione degli scarti radioattivi.

Obiettivi

  • Presentare la fisica di base necessaria per comprendere lo sviluppo dell’energia di fusione nucleare.
  • Introdurre gli aspetti tecnologici necessari per la produzione di energia di fusione.
  • Presentare il progetto ITER, l’aspetto tecnologico, gli obiettivi ed il piano di realizzazione.

Docenti

  • Prof. Giuseppe Calabrò (coordinatore), Università di Viterbo “La Tuscia”
  • Ing. Simone Minucci, ricercatore presso l’ Università di Viterbo “La Tuscia”
  • Ing. Marco Incelli, dottorando presso l’ Università di Viterbo “La Tuscia”/ENEA

Metodi di apprendimento

I docenti redigono i contenuti in oggetto, e in alcuni casi fanno uso di esempi per permettere di memorizzare e quantificare i concetti esposti. Le lezioni sono supportate da slides che arricchiscono in maniera grafica la presentazione degli argomenti.  Le slides saranno distribuite ai soci Aipe prima delle lezioni al fine di permette loro di seguire con più facilità la spiegazione.

Programma

  • Introduzione alla fisica di base e all’ingegneria del tokamak : Classificazione dei plasma, lunghezza di Debye, collisione tra particelle cariche, rallentamento collisivo, resistenza plasmatica. Schema di un reattore di fusione, equilibrio di potenza, criterio di Lawson, temperatura di accensione ideale. Soluzione dell’equazione dell’equilibrio di potenza.
  • Le principali condizioni di riscaldamento e di perdita. Leggi di scala per il tempo di confinamento dell’energia. Tokamak. Campo di flusso magnetico; flusso normalizzato e coordinate di raggio. Equilibrio di una configurazione toroidale asimmetrica; derivazione dell’equazione di Grad-Shafranov; forma del plasma in un tokamak. Limitatori e divertori;  X-point standard e configurazioni nulle doppie; configurazioni avanzate di divertore magnetico. Radiale costruito da un reattore di fusione.
  • Descrizione generale della ricostruzione del codice di un equilibrio e sue applicazioni. Diagnostica magnetica. Modelli di circuito (per plasma, bobine di campo poloidale e strutture di conduzione); transformatori; induzione di corrente nel plasma; bilanciamento del flusso magnetico; scenari di evoluzione nel tempo di un tokamak ; scale di tempo tokamak. Controllo della forma del plasma, Controllo di stabilità verticale. Superconduttività e ingegneria magnetica. Panoramica sugli attuali sistemi di generazione di energia per tokamak in vista della DEMO.
  • Introduzione agli aspetti tecnologici richiesti per la produzione dell’energia di fusione : panoramica sulla diagnostica del plasma,  neutronico, sistemi di riscaldamento ausiliario, materiali, interazione della parete del plasma, ciclo del combustibile.
  • Introduzione al progetto ITER: principali caratteristiche, design, piano e programma di costruzione, piano operativo, sicurezza e impatto ambientale.

Ulteriori informazioni saranno disponibili a breve

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