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Il 5 settembre 2021, con un risultato rivoluzionario, il Plasma Science and Fusion Center (PSFC) del MIT ha segnato un momento storico nella ricerca sulla fusione. Gli ingegneri hanno testato con successo un nuovo magnete superconduttore ad alta temperatura, stabilendo un record mondiale di intensità del campo magnetico di 20 tesla per un magnete su larga scala. Questo risultato potrebbe aprire la strada a una futura centrale a fusione, offrendo una potenziale soluzione alla crisi energetica mondiale.
Il magnete, componente cruciale del dispositivo di fusione SPARC, ha dimostrato capacità senza precedenti. Tuttavia, il vero banco di prova è seguito nei mesi successivi, quando il team ha meticolosamente sezionato e analizzato i componenti del magnete. Due ulteriori prove hanno spinto il magnete ai suoi limiti, fornendo preziose indicazioni sulle potenziali modalità di guasto.
Il culmine di questi sforzi è una relazione completa pubblicata dai ricercatori del PSFC e della società Commonwealth Fusion Systems (CFS), spinout del MIT. Il numero di marzo di IEEE Transactions on Applied Superconductivity contiene sei articoli sottoposti a revisione paritaria che descrivono in dettaglio la progettazione, la fabbricazione e la valutazione delle prestazioni del magnete.
Secondo Dennis Whyte, ex direttore del PSFC, il successo del test rappresenta "la cosa più importante, a mio parere, degli ultimi 30 anni di ricerca sulla fusione". Questa scoperta potrebbe rivoluzionare l'economia dell'energia da fusione, riducendo significativamente le dimensioni e i costi dei reattori a fusione.
Prima di questo risultato, i migliori magneti superconduttori avevano limitazioni che rendevano l'energia di fusione impraticabile ed economicamente irrealizzabile. Il nuovo magnete, realizzato con un materiale superconduttore ad alta temperatura chiamato REBCO (ossido di rame e bario di terre rare), funziona a 20 gradi Kelvin, presentando vantaggi nelle proprietà del materiale e nella praticità ingegneristica.
Il progetto innovativo del magnete prevede la rischiosa eliminazione dell'isolamento intorno al nastro superconduttore, un'innovazione rispetto alle pratiche convenzionali. Questo approccio senza isolamento semplifica i processi di fabbricazione, riduce il rischio di cortocircuiti e consente un raffreddamento più efficiente o la presenza di elementi strutturali.
Il rigoroso programma di test ha spinto intenzionalmente il magnete ai suoi limiti, compresi arresti deliberati per simulare gli scenari peggiori. I risultati hanno fornito dati preziosi per perfezionare il progetto del magnete e confermare la validità dei modelli predittivi.
La collaborazione tra il MIT e il CFS si è rivelata fondamentale per questo risultato. Sfruttando i punti di forza del mondo accademico e del settore privato, i team sono riusciti a scalare la catena di approvvigionamento dei materiali critici, tra cui 300 chilometri di superconduttore ad alta temperatura. L'integrazione delle competenze del MIT e delle risorse del CFS ha creato una partnership sinergica essenziale per il successo del progetto.
Con il potenziale per rendere l'energia da fusione economicamente redditizia, questo risultato apre nuove possibilità per la produzione di energia pulita e virtualmente illimitata. Gli approfondimenti forniti nei documenti pubblicati gettano le basi per la prossima generazione di dispositivi di fusione e ci avvicinano a un futuro energetico sostenibile.