Prime misurazioni della fusione idrogeno-boro

Prime misurazioni della fusione idrogeno-boro
TAE Technologies team

Una nuova ricerca pubblicata su Nature Communications evidenzia il potenziale dell’utilizzo di combustibile idrogeno-boro pulito, abbondante e avanzato nell’energia da fusione.

Mentre gli sviluppatori di fusioni di tutto il mondo corrono per commercializzare l’energia da fusione, TAE Technologies ha aperto la strada alla ricerca del percorso più pulito ed economico per fornire elettricità con idrogeno-boro (noto anche come p-B11 o p11B), un combustibile abbondante e rispettoso dell’ambiente.

La società ha annunciato, in collaborazione con il National Institute for Fusion Science (NIFS) del Giappone, un notevole progresso della ricerca: i primi esperimenti di fusione idrogeno-boro in un plasma di fusione confinato magneticamente.

Prime misurazioni della fusione idrogeno-boro
TAE Technologies Norman head on

In un documento peer-reviewed pubblicato da Nature Communications (“Prime misurazioni della fusione di p11B in un plasma confinato magneticamente”), gli scienziati spiegano l’esito della reazione di fusione nucleare di idrogeno-boro in un esperimento nel Large Helical Device (LHD) di NIFS . Questo documento descrive il lavoro sperimentale per produrre le condizioni necessarie per la fusione idrogeno-boro nel plasma LHD e lo sviluppo di TAE di un rivelatore per effettuare misurazioni dei prodotti di reazione idrogeno-boro: i nuclei di elio, noti come particelle alfa. La scoperta riflette anni di collaborazione scientifica internazionale sulla fusione e rappresenta una pietra miliare nella missione di TAE di sviluppare energia commercializzabile dalla fusione tra idrogeno e boro, il ciclo del combustibile per la fusione più pulito, più competitivo in termini di costi e più sostenibile.

Questo esperimento ci offre una grande quantità di dati con cui lavorare e mostra che l’idrogeno-boro ha un posto nell’energia da fusione su scala industriale. Sappiamo di poter risolvere la sfida fisica in questione e fornire al mondo una nuova forma trasformativa di energia priva di carbonio che si basa su questo combustibile abbondante e non radioattivo – ha affermato Michl Binderbauer, CEO di TAE Technologies.

TAE è la principale e più grande azienda privata di energia da fusione commerciale al mondo e questo risultato rappresenta un passo importante verso lo sviluppo della fusione idrogeno-boro. In parole povere, l’azienda è un passo avanti verso la realizzazione di una centrale elettrica a fusione che alla fine produrrà elettricità pulita, con solo elio, noto anche come tre particelle alfa, come sottoprodotto. Queste tre particelle alfa sono il segno distintivo dell’energia di fusione idrogeno-boro e hanno ispirato i fondatori di TAE a nominare la società Tri Alpha Energy, ora TAE Technologies.

Pionieri nella scienza della fusione

Prime misurazioni della fusione idrogeno-boro
TAE Technologies Norman rendering internal view

Più di 30 gruppi stanno ora perseguendo lo sviluppo dell’energia da fusione in tutto il mondo e gli approcci variano ampiamente, dallo stile della configurazione del reattore al tipo di combustibile su cui si baseranno i futuri reattori. Dalla fondazione di TAE nel 1998, l’azienda ha costruito cinque dispositivi su scala National Laboratory e ha generato e confinato plasma di fusione con successo più di 140.000 volte. TAE sta attualmente costruendo e progettando altre due macchine, Copernicus e Da Vinci, che saranno in grado rispettivamente di dimostrare l’energia netta e fornire energia alla rete.

Inventare reattori a fusione che producono energia netta è una cosa, fornirla come fonte di elettricità affidabile e pronta per la rete è un’altra. Scegliendo di perseguire l’idrogeno-boro come ciclo del combustibile, TAE ha anticipato le vere esigenze dell’uso commerciale e quotidiano dell’energia da fusione. La maggior parte degli sforzi di fusione in tutto il mondo si concentra sulla combinazione degli isotopi di idrogeno deuterio-trizio (D-T) da utilizzare come combustibile, e le macchine tokamak a forma di ciambella comunemente utilizzate nei concetti di fusione sono limitate al carburante DT. A differenza di questi sforzi, il design lineare compatto di TAE utilizza un’avanzata configurazione inversa di campo (FRC) guidata dal raggio dell’acceleratore che è versatile e può ospitare tutti i cicli di combustibile di fusione disponibili, inclusi p-B11, DT e deuterio-elio-3 (D- He3 o D3He). Questo vantaggio consentirà in modo univoco a TAE di concedere in licenza la sua tecnologia sulla strada per il suo obiettivo finale di collegare la prima centrale elettrica a fusione di idrogeno-boro alla rete negli anni ’30. Con l’FRC, TAE sta portando avanti un design modulare e di facile manutenzione che avrà un ingombro compatto con il potenziale per sfruttare una metodologia di confinamento magnetico più efficiente, che otterrà fino a 100 volte più potenza in uscita, rispetto ai tokamak .

Come notano i colleghi di TAE al NIFS, l’idrogeno-boro è considerato un combustibile di fusione avanzato perché “consente il concetto di reattori di fusione più puliti. Questo risultato è un grande primo passo verso la realizzazione di un reattore a fusione che utilizza combustibile di fusione avanzato”.

Come afferma l’articolo pubblicato su Nature Communications: “Sebbene le sfide per la produzione del nucleo di fusione siano maggiori per p11B rispetto a DT, l’ingegnerizzazione del reattore sarà molto più semplice. … Detto semplicemente, il percorso p11B verso la fusione scambia le sfide dell’ingegneria a valle con le sfide della fisica odierna. E le sfide fisiche possono essere superate”.

L’approccio idrogeno-boro fa parte della visione centrale di TAE per l’energia da fusione commerciale, nata dalla filosofia del co-fondatore tecnologico dell’azienda, il dottor Norman Rostoker, di tenere a mente la “fine”. Questa visione per un’energia veramente pulita, abbondante e competitiva in termini di costi è ciò che distingue TAE da un campo in crescita di società di fusione. Sebbene questa reazione non abbia prodotto energia netta, dimostra la fattibilità della fusione aneutronica e la dipendenza dall’idrogeno-boro.

TAE prevede di dimostrare l’energia netta sul suo prossimo reattore di ricerca, Copernicus, intorno alla metà del decennio.

Tradizione di borsa di studio e collaborazione

TAE ha annunciato la sua partnership con NIFS nel 2021, collaborando con stimati studiosi presso l’istituto di ricerca interuniversitario situato a Toki City, in Giappone. Il progetto di ricerca congiunto triennale è nato da una collaborazione di lunga data tra ricercatori di fusione americani e giapponesi per esplorare la fusione aneutronica.

Fonte: TAE Technologies

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