Fusione nucleare inerziale

   
   

National Ignition Facility News (LLNL)

La tecnica della fusione inerziale veloce dell'HiPER

Sito ufficiale dell'HiPER

Sito ufficiale del  Laser MégaJoule (LMJ) francese

Fusione nucleare magnetica

La macchina Z del Sandia National Laboratory

Colonizzare lo spazio con la propulsione a fusione nucleare inerziale.

 

   
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10.04.2012 - Il  15 marzo tutti i 192 laser del NIF hanno emesso un impulso di 1875 megajoule (MJ) di luce laser ultravioletta (3ω).
L'impulso è arrivato al centro della Camera Bersaglio con una durata di 23 nanosecondi, una potenza di picco di 411 miliardi di watt (TW). Si tratta di una tappa fondamentale nella serie di esperimenti che porteranno all'accensione della fusione nucleare nei prossimi mesi. Il Direttore del NIF Ed Moses ha detto che l'energia prodotta da NIF e che passa poi attraverso la lente per la messa a fuoco finale è stata di 2.03 MJ. Il NIF è il primo laser ultravioletto al mondo che supera i 2 MJ di potenza, circa 100 volte più energia rispetto a qualsiasi altro laser attualmente operativo.
https://lasers.llnl.gov/newsroom/project_status/2012/march.php

01.01.2011 -  "Avremo reattori commerciali che utilizzano la fusione nucleare inerziale  entro i prossimi 20; entro pochi mesi al NIF avverrà la prima reazione di fusione con guadagno di energia".
E' quanto afferma il Dott. Ed Moses,direttore del National Ignition facility (NIF) al Lawrence Livermore National Laboratory

Video del Dott. Ed Moses  sul funzionamento del NIF
Altri video nella Videogallery del NIF dal sito del LLNL
20. 06. 2010  - La questione, dice Moses, è se possiamo costruire un sole in miniatura sulla terra. Il tutto si riduce a riscaldare una "pasticca" di deuterio e trizio a 200 milioni di gradi Fahrenheit per un paio di miliardesimi di secondo. Per ottenere questa micro esplosione il NIF utilizza i laser, cioè luce coerente, su una scala molto grande. I fotoni del laser, dice Moses sono perfetti per fare questo lavoro, non hanno massa, non hanno carica, solo energia.
Moses spiega nel video   come il NIF lavora:  gli amplificatori di luce laser da 20 piedi creano mpulsi  di 10 nanosecondi che, dopo aver viaggiato per 1500 yards, convergono  (192 raggi) simultaneamente su un piccolo  bersaglio di combustibile  nucleare. Il video mostra come il  bersaglio viene compresso e scaldato alla temperatura di ignizione e quindi si ottiene la reazione di fusione con un guadagno di energia da 10 a 100 volte l'energia che è stata necessaria per ottenere l'ignizione.



Mark Bowers (seduto) controlla lo stato delle componenti ottiche del NIF. Guardando da sinistra ci sono Scott Burkhart, Walt Ferguson, Jen Bragg, Pam Danforth, Ed Moses, Ralph Patterson e Bruno Van Wonterghem.

28.01.2010  -  La fusione nucleare controllata diventa più vicina alla realtà: questa settimana i ricercatori del Laboratorio Nazionale USA di Livermore hanno 'sparato' il fascio di 192 laser del  National Ignition Facility  producendo un livello energetico di ben 1 megajoule.
E' la prima volta nella storia accade. A
questo punto non manca molto all'energia necessaria a produrre la fusione nucleare. E' già programmato che a Luglio gli scienziati  punteranno questo fascio di energia su 'bersagli' costituiti da micro capsule di deuterio e trizio per produrre la fusione  controllata. Siamo vicini allo storico risultato

Sarà ultimata nel 2010 la progettazione preliminare dell'HiPER


Quest'anno, il 2010, termineranno gli studi preliminari sull' L'HiPER  il laser ad alta potenza, che verrà costruito in Europa  per innescare la fusione a confinamento inerziale, e si passerà alla fase di realizzazione.  (Pdf)
L'HiPER utilizzerà laser molto più piccoli rispetto al NIF negli USA e il LMJ, ma è progettato per una produzione di energia di fusione di circa la stessa grandezza. Avrà infatti un "guadagno di fusione"  molto più elevato. Inoltre la sua costruzione comporterà  costi più contenuti, circa dieci volte e anche un tempo  ridotto (5 anni).

La tecnica della fusione inerziale veloce dell'HiPER

Giugno 2009 - I primi impulsi del super-laser arrivano all'hohlraum del NIF
Appena un mese dopo l'ultimazione del National Ignition Facility è stato condotto al Lawrence Livermore National Laboratory il primo esperimento con i mega-laser da quando, dieci anni fa, fu chiuso il laboratorio del laser Nova.
Nelle prime ore della mattina di Domenica 28 Giugno, NIF ha inviato un impulso laser di 2 nanosecondi (ns) di 155 kj (kJ) di 3? (raggi ultravioletti) di energia al bersaglio Hohlraum. Si tratta di un bersaglio cavo in oro,  vuoto nell'esperimento, di circa 6,4 millimetri di lunghezza, destinato nei futuri esperimenti sulla fusione ad ospitare la capsula  del combustibile nucleare di Deuterio e Trizio.

Marzo 2009. Ultimata la costruzione del NIF nei laboratori del
Livermore in California

 
Camera bersaglio del NIF di 118.000 kg, al centro della camera i raggi di192 laser di potenza saranno focalizzati generando 1,9 MJ e 500 TW di energia laser UV  
   
 
Nella camera bersaglio del NIF ci sarà l'ignizione di una microcapsula di Deuterio e Trizio provocando la reazione di fusione nucleare

Il principio di un rettore a fusione inerziale
Il secondo grande progetto per arrivare alla fusione termonucleare e' quello del “confinamento inerziale”. Esso prevede l’innesco di microesplosioni, dello stesso tipo della bomba all’idrogeno, i cui effetti sono contenuti in una camera di reazione. Il progetto di un reattore che sfrutti questo sistema è basato sul contenimento delle  microesplosioni che verrebbero ripetute in successione, tanto frequentemente da dare un flusso continuo di energia, esattamente come avviene oggi in un normale motore a scoppio. Il carburante è rappresentato, in questo caso, da minuscole pasticche, le “pellet” non più gradi di un chicco di riso di Deuterio e Trizio.
L’innesco, dovuto alla compressione, sarebbe fornito da un gigantesco laser di potenza, il NIF. Tale innesco deve avvenire tanto rapidamente da provocare la reazioni di fusione nella “pellet” prima che si frantumi e si disperda.
Anche se la parte più importante della ricerca è coperta dal segreto militare, gli sviluppi del settore sono notevoli. Nel 1978 si calcolava che per l’innesco di una “pellet” occorresse un laser di 100 Terawatt di potenza (da “somministrare” però solo per una durata di10 nanosecondi). I laser di allora erano ancora lontani da tale potenza. Oggi si calcola invece che la potenza necessaria per l’innesco sia maggiore, 500 Terawatt.


Disegno della camera-bersaglio del NIF

Lo stato della ricerca
L
a costruzione di un sistema laser di potenza tale da raggiungere la fusione è stata ultimata il marzo scorso. Si tratta del  National Ignition Facility (NIF) del Lawrence Livermore National Laboraty in California. 
Entro Aprile inizieranno i test: nella camera-bersaglio saranno  focalizzati  i raggi di 192 laser su una pasticca, "pellet",  non più grande di un chicco di riso innescando la reazione di fusione nucleare.

Anche in Francia nei laboratori della CEA, la Commissariat à l’E'nergie Atomique,  vicino Bordeaux è  in costruzione un laser simile che utilizza i raggi di 240 laser chiamato il   Laser MégaJoule (LMJ)

Fusione nucleare inerziale:
il National Ignition Facility (NIF) del Livermore

 

La macchina Z del Sandia National Laboratory
Un nuovo approccio alla fusione nucleare

Colonizzare lo spazio con la propulsione a fusione nucleare.

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