Il progetto SIBAF si propone di studiare nuovi materiali per le future centrali a fusione nucleare in modo più rapido ed efficiente
Il Centro Helmholtz per la ricerca sugli ioni pesanti del GSI e il Centro internazionale per acceleratori FAIR di Darmstadt riceveranno ingenti finanziamenti per la ricerca sulla fusione nucleare. Il Ministero federale della Ricerca, della Tecnologia e dello Spazio (BMFTR) stanzierà un totale di 9,7 milioni di euro in tre anni per il nuovo progetto SIBAF. Di questi, 8,1 milioni di euro saranno destinati alle attività del GSI e del FAIR.
SIBAF è l'acronimo di "Superconducting Ion Accelerator as a Basic Technology for Fusion Research" (Acceleratore di ioni superconduttori come tecnologia di base per la ricerca sulla fusione). Il suo obiettivo è quello di costruire un'infrastruttura basata su acceleratori che consentirà una più rapida indagine e qualificazione di nuovi materiali per le future centrali elettriche a fusione. Il progetto è coordinato da GSI/FAIR, con l'Università Goethe di Francoforte come partner.
I materiali devono resistere a condizioni estreme
Una delle principali sfide tecnologiche nello sviluppo delle centrali a fusione nucleare è la ricerca di materiali idonei. Questi devono resistere a temperature estremamente elevate e a intense radiazioni neutroniche per lunghi periodi.
Gli esperimenti con i neutroni rimangono indispensabili per la ricerca, ma sono costosi e possibili solo in poche istituzioni al mondo. SIBAF integra questo approccio irradiando i materiali con ioni pesanti. Ciò consente di generare danni da radiazione più rapidamente e in condizioni precisamente controllate. Allo stesso tempo, si riduce l'attivazione dei campioni in esame, facilitando le successive analisi.
L'acceleratore HELIAC è in fase di ulteriore sviluppo
L'acceleratore superconduttore a onda continua HELIAC – l'"acceleratore lineare di Helmholtz" – verrà ulteriormente sviluppato per queste ricerche. Alcune parti dell'acceleratore sono già in fase di costruzione nel campus GSI/FAIR.
Verrà sviluppato un sistema di irradiazione specializzato basato sul primo criomodulo di HELIAC e sull'iniettore ad alta carica HLI già esistente. Le caratteristiche includono ambienti per campioni a temperatura controllata e gestione automatizzata dei campioni.
La combinazione della tecnologia degli acceleratori superconduttori con nuovi metodi di irradiazione e caratterizzazione dei materiali dovrebbe consentire un'indagine più rapida, riproducibile ed efficiente dal punto di vista energetico sui potenziali materiali per la fusione. Insieme, GSI/FAIR e l'Università Goethe mirano a sviluppare HELIAC in un'infrastruttura unica per la qualificazione dei materiali per la fusione mediante fasci ionici, l'unica nel suo genere in Europa.
“Applicazioni pratiche” della tecnologia degli acceleratori
Il progetto SIBAF è coordinato dal Dr. Maksym Miski-Oglu, responsabile del gruppo di ricerca cw-Linac presso il GSI/FAIR. "SIBAF tradurrà l'esperienza maturata in molti anni nella tecnologia degli acceleratori lineari superconduttori in applicazioni pratiche", spiega Miski-Oglu. Questi sviluppi potrebbero quindi supportare direttamente la ricerca di materiali adatti per le future centrali a fusione.
La professoressa María Eugenia Toimil-Molares, responsabile della ricerca sui materiali, considera il nuovo impianto di irradiazione un'importante aggiunta all'infrastruttura di ricerca esistente. L'irradiazione a onda continua con ioni pesanti consente un accumulo di danni più rapido e meglio controllato e può quindi dare un contributo significativo alla qualificazione di nuovi materiali.
Significato per le future tecnologie energetiche
Per il professor Thomas Nilsson, direttore scientifico di GSI e FAIR, il finanziamento dimostra anche la crescente importanza della ricerca di Darmstadt per le nuove tecnologie energetiche.
"SIBAF contribuirà in modo significativo allo sviluppo e alla qualificazione di materiali per applicazioni di fusione, offrendo al contempo eccellenti opportunità di formazione per la prossima generazione di scienziatie ingegnerinei settori degli acceleratori e delle tecnologie di fusione", ha affermato Nilsson. Il progetto rafforzerà inoltre il contributo della Germania alla ricerca internazionale sulla fusione.
Il consorzio ringrazia inoltre il professor Winfried Barth per il suo contributo all'ideazione, alla preparazione e alla presentazione iniziale della proposta progettuale.
Nell'ambito del programma di finanziamento “Fusion 2040”
SIBAF riceve finanziamenti nell'ambito del programma "Tecnologie di base per la fusione: verso una centrale elettrica a fusione". Questi finanziamenti supportano le tecnologie chiave necessarie per la costruzione e il funzionamento delle future centrali elettriche a fusione.
La linea guida rientra nel programma "Fusion 2040 – Ricerca per la realizzazione di una centrale a fusione". Il suo obiettivo è quello di gettare le basi scientifiche e tecnologiche necessarie per la costruzione e la gestione della prima centrale a fusione in Germania. La ricerca sulla fusione è inoltre parte integrante dell'Agenda tedesca per l'alta tecnologia (High-Tech Agenda Germany) del governo federale tedesco.
(DARMSTADT – ROSSO/GSI)
Immagine in evidenza: il primo criomodulo CM1 di HELIAC: i solenoidi e le cavità superconduttori sono visibili attraverso gli sportelli rettangolari. Foto: GSI
