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Nucleare

Gli scienziati di Princeton svelano una svolta nella tecnologia dei reattori per la fusione nucleare. Grazie al litio

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I ricercatori del Princeton Plasma Physics Laboratory hanno scoperto che la promessa di rivestire la superficie interna del recipiente contenente un plasma di fusione con litio liquido sta portando verso una migliore alimentazione del plasma, passo necessario all’ottenimento dell’energia per fusione nucleare, la tecnica che promette di cambiare il mondo facendo arrivare all’umanità quantità di energia a buon mercato in condizione di relativa sicurezza.

 

La ricerca, presentata in un nuovo articolo su Nuclear Fusion, include osservazioni, simulazioni numeriche e analisi dei loro esperimenti all’interno di un recipiente per plasma di fusione chiamato Lithium Tokamak Experiment-Beta (LTX- β ).

 

Un team del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti si era chiesto metaforicamente: «quanta benzina possiamo aggiungere al fuoco mantenendo il controllo?»

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Ora credono di avere la risposta per uno scenario particolare. Fa tutto parte del lavoro del laboratorio per portare energia dalla fusione alla rete elettrica.

 

Basandosi su recenti scoperte che mostrano la promessa di rivestire la superficie interna del recipiente contenente un plasma di fusione con litio liquido, i ricercatori hanno determinato la densità massima di particelle scariche, o neutre, sul bordo di un plasma prima che il bordo del plasma si raffreddi. si spegne e alcune instabilità diventano imprevedibili. Conoscere la densità massima delle particelle neutre ai margini di un plasma di fusione è importante perché dà ai ricercatori un’idea di come e quanto alimentare la reazione di fusione.

 

Richard Majeski, uno dei principali fisici di ricerca presso PPPL e capo di LTX- β, ha dichiarato:«Stiamo cercando di dimostrare che una parete di litio può consentire un reattore a fusione più piccolo, che si tradurrà in una maggiore densità di potenza». In definitiva, questa ricerca potrebbe tradursi nella fonte di energia da fusione economicamente vantaggiosa di cui il mondo ha bisogno.

 

 L’LTX- β è uno dei tanti vasi di fusione in tutto il mondo che trattiene il plasma a forma di ciambella utilizzando campi magnetici. Tali strutture sono conosciute come tokamak. Ciò che rende speciale questo tokamak è che le sue pareti interne possono essere rivestite, quasi completamente, di litio. Ciò modifica radicalmente il comportamento della parete, poiché il litio trattiene una percentuale molto elevata di atomi di idrogeno provenienti dal plasma.

 

Senza il litio, molto più idrogeno rimbalzerebbe sulle pareti e ritornerebbe nel plasma. All’inizio del 2024, il gruppo di ricerca ha riferito che questo ambiente a basso riciclo dell’idrogeno mantiene caldo il bordo estremo del plasma, rendendolo più stabile e fornendo spazio per un volume maggiore di plasma.

 

Con il nuovo articolo il team LTX- β ha pubblicato ulteriori risultati che mostrano la relazione tra il combustibile per il plasma e la sua stabilità. Nello specifico, i ricercatori hanno trovato la densità massima di particelle neutre sul bordo di un plasma all’interno di LTX- β prima che il bordo inizi a raffreddarsi, causando potenzialmente problemi di stabilità. I ricercatori ritengono di poter ridurre la probabilità di determinate instabilità mantenendo la densità ai margini del plasma al di sotto del livello appena definito di 1 x 1019 m-3.

 

Questa è la prima volta che viene stabilito un livello simile per LTX- β, e sapere che si tratta di un grande passo avanti nella loro missione di dimostrare che il litio è la scelta ideale per un rivestimento della parete interna di un tokamak perché li guida verso le migliori pratiche per alimentare i loro plasma.

 

In LTX- β, la fusione viene alimentata in due modi: utilizzando sbuffi di idrogeno gassoso dal bordo e un fascio di particelle neutre. I ricercatori stanno perfezionando il modo in cui utilizzare entrambi i metodi in tandem per creare un plasma ottimale che sosterrà la fusione per lungo tempo nei futuri reattori a fusione, generando al contempo energia sufficiente per renderlo pratico per la rete elettrica.

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I fisici spesso confrontano la temperatura ai suoi bordi con la temperatura interna per valutare quanto sarà facile gestirla. Tracciano questi numeri su un grafico e considerano la pendenza della linea. Se la temperatura nel nucleo interno e nel bordo esterno sono quasi la stessa, la linea è quasi piatta, quindi lo chiamano profilo di temperatura piatto. Se la temperatura sul bordo esterno è significativamente inferiore alla temperatura nel nucleo interno, gli scienziati lo chiamano profilo di temperatura di picco.

 

Come riportato da Renovatio 21, poche settimane fa il Giappone ha ufficialmente inaugurato il più grande reattore sperimentale a fusione nucleare del mondo. Il reattore, nominato JT-60SA, rappresenta l’ultimo banco di prova per una fonte di energia rinnovabile raccolta da atomi che si fondono insieme sotto una pressione immensa a temperature incredibilmente elevate, senza rischiare una fusione nucleare.

 

Come riportato da Renovatio 21, la Federazione Russa nell’autunno 2022 aveva inviato in Francia per il progetto ITER un magnete gigante; l’operazione faceva sperare che, nonostante le tensioni geopolitiche – che tra Parigi e Mosca ora sono enormi –, la collaborazione scientifica su questo importante avanzamento dell’umanità andava avanti.

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Nucleare

La Cina accusa gli USA: affermazioni «infondate» sui test nucleari di Pechino

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La Cina ha respinto con fermezza le accuse formulate dagli Stati Uniti secondo cui avrebbe condotto un test nucleare segreto, definendo tali affermazioni «infondate» e sostenendo che servano da pretesto a Washington per rilanciare il proprio programma di sperimentazioni nucleari.   La controversia è emersa la scorsa settimana, quando il sottosegretario di Stato americano per il controllo degli armamenti, Thomas DiNanno, ha dichiarato che gli Stati Uniti dispongono di informazioni secondo cui Pechino avrebbe «effettuato test nucleari esplosivi, inclusa la preparazione di test con rese nell’ordine delle centinaia di tonnellate».   DiNanno ha precisato che uno di questi cosiddetti «test di produzione di rendimento» sarebbe avvenuto il 22 giugno 2020 e che la Cina avrebbe deliberatamente mascherato le esplosioni, violando così gli impegni nucleari assunti, attraverso la tecnica del «disaccoppiamento», un metodo progettato per ridurre l’efficacia del rilevamento sismico.

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Mercoledì, il portavoce del ministero degli Esteri cinese, Lin Jian, ha smentito categoricamente tali accuse, qualificandole come «manipolazioni essenzialmente politiche» finalizzate a consolidare l’egemonia nucleare statunitense e a eludere le responsabilità di Washington in materia di disarmo nucleare.   «Gli Stati Uniti hanno costantemente distorto e diffamato la politica nucleare della Cina», ha aggiunto il portavoce. A sostegno della posizione cinese, anche l’Organizzazione del Trattato per la messa al bando totale degli esperimenti nucleari (CTBTO) ha dichiarato di «non aver rilevato alcun evento compatibile con le caratteristiche di un’esplosione nucleare da test di armi» nel giugno 2020.   Il Trattato sulla messa al bando totale degli esperimenti nucleari (CTBT) vieta qualsiasi esplosione nucleare in grado di generare una «resa», ossia una reazione a catena di fissione autosostenuta. Sono invece consentiti test subcritici con esplosivi convenzionali ad alto potenziale. Gli Stati Uniti hanno riconosciuto di aver condotto numerosi test di questo tipo, mentre la Cina non ha mai rilasciato dichiarazioni pubbliche in merito. Stati Uniti, Cina e Russia hanno firmato il CTBT, ma nessuno dei tre Paesi lo ha ratificato.   Lo scontro sulle presunte sperimentazioni nucleari si è verificato dopo che, a ottobre, il presidente statunitense Donald Trump aveva annunciato di aver ordinato al Pentagono di avviare «immediatamente» test di armi nucleari, su un piano di parità con Cina e Russia, senza specificare di quale tipologia di test si trattasse.   Trump ha da tempo auspicato un nuovo quadro per il controllo degli armamenti nucleari che coinvolga non solo la Russia, ma anche la Cina. Pechino ha tuttavia sempre respinto tale proposta, rimarcando che il proprio arsenale nucleare è nettamente inferiore a quelli di Mosca e Washington.  

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Immagine di Chinese Army via Wikimedia pubblicata su licenza Creative Commons Attribution 4.0 International
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Nucleare

L’Iran sfida Trump sull’arricchimento dell’uranio

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L’Iran non rinuncerà mai alla propria capacità di arricchimento dell’uranio, neppure sotto la minaccia di una guerra, ha dichiarato il ministro degli Esteri Abbas Araghchi. Il presidente degli Stati Uniti Donald Trump ha chiesto a Teheran di adottare una politica di «arricchimento zero».

 

Araghchi ha espresso questa posizione durante il Congresso nazionale sulla politica estera della Repubblica Islamica, svoltosi domenica a Teheran, sottolineando che l’arricchimento dell’uranio rappresenta un diritto legale inscindibile dalla sovranità e dalla dignità nazionale.

 

«Perché abbiamo difeso con tanta determinazione l’arricchimento e continuiamo a farlo, e perché non siamo disposti a rinunciarvi neppure di fronte alla guerra? Perché nessuno ha il diritto di dirci cosa possiamo avere e cosa no», ha affermato l’Araghchi.

 

Il ministro iraniano ha comunque precisato che l’Iran è pronto a confrontarsi sulle preoccupazioni legate al suo programma nucleare e a favorire un clima di fiducia. «Se esistono dubbi o incertezze sugli scopi pacifici del programma nucleare iraniano, siamo disponibili a rispondere e a chiarire ogni ambiguità: l’unico strumento efficace è la diplomazia».

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Araghchi ha poi ricordato che gli attacchi condotti dagli Stati Uniti e da Israele contro gli impianti nucleari iraniani lo scorso anno non hanno raggiunto gli obiettivi prefissati.

 

«La conoscenza non si distrugge con le bombe. I bombardamenti possono radere al suolo edifici, ma la tecnologia non può essere eliminata», ha dichiarato, precisando di aver trasmesso lo stesso messaggio agli Stati Uniti nel corso dei recenti colloqui indiretti tenutisi in Oman.

 

In precedenza, Araghchi aveva definito quei negoziati un «buon inizio», specificando che erano limitati esclusivamente alla questione nucleare, mentre funzionari americani avevano indicato l’intenzione di affrontare anche il programma di missili balistici iraniani e il sostegno fornito da Teheran ai suoi alleati nella regione.

 

L’amministrazione Trump ha da tempo insistito affinché l’Iran accetti una politica di «arricchimento zero» e ha ripetutamente lasciato intendere che, in caso di fallimento della via diplomatica, Washington potrebbe valutare l’opzione militare.

 

Le parole di Araghchi arrivano in un contesto di crescenti tensioni tra Teheran e Washington: gli Stati Uniti hanno di recente rafforzato la propria presenza navale e aerea nella regione. Trump ha inoltre promesso appoggio alle proteste violente in corso in Iran, scatenate dalle difficoltà economiche; Teheran ha risposto che non si piegherà alle pressioni esterne.

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Immagine di IAEA Imagebank via Flickr pubblicata su licenza CC BY 2.0

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Nucleare

Trump commenta l’estensione del nuovo trattato START

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Il presidente degli Stati Uniti Donald Trump ha bocciato il Nuovo trattato START per la riduzione delle armi nucleari tra Mosca e Washington, definendolo un «accordo mal negoziato», e ha invitato gli esperti nucleari americani a iniziare a lavorare su un nuovo trattato completamente diverso.   Il trattato di controllo degli armamenti strategici è scaduto ufficialmente il 5 febbraio, suscitando preoccupazione sia a Mosca sia alle Nazioni Unite. Lo stesso giorno Axios ha riferito che funzionari statunitensi e russi hanno concordato, a margine dei colloqui di pace sull’Ucraina tenutisi ad Abu Dhabi, di avviare un lavoro per «aggiornare» l’intesa.   «Piuttosto che prorogare il “NUOVO START”… dovremmo far lavorare i nostri esperti nucleari su un nuovo trattato migliore e modernizzato, capace di durare a lungo nel futuro», ha scritto Trump giovedì su Truth Social, sostenendo che l’accordo è stato «gravemente violato».   Poco dopo il messaggio del presidente, la portavoce della Casa Bianca Karoline Leavitt ha dichiarato ai giornalisti che gli Stati Uniti intendono negoziare con la Russia un nuovo trattato. Ha inoltre smentito l’esistenza di qualsiasi intesa temporanea tra Mosca e Washington per il rispetto delle disposizioni del trattato ormai scaduto.   Siglato nel 2010, il trattato stabiliva limiti precisi al numero di testate nucleari strategiche e di vettori dispiegabili, prevedendo inoltre meccanismi di verifica e monitoraggio reciproco degli arsenali russo e statunitense. La sua scadenza originaria era fissata per il 2021, ma era stata prorogata di cinque anni in quell’occasione.   Nel 2023 Mosca ha sospeso i meccanismi di verifica del trattato, motivando la decisione con gli attacchi ucraini contro elementi della propria deterrenza nucleare e accusando l’Occidente di un coinvolgimento attivo. Non risultano, tuttavia, violazioni delle quote numeriche stabilite dall’accordo da parte di nessuna delle due potenze.   Giovedì mattina il portavoce del Cremlino Dmitrij Peskov ha dichiarato che la Russia aveva proposto di mantenere in vigore le disposizioni del trattato per un ulteriore anno, ma che tale proposta «non ha ricevuto risposta». Il segretario generale dell’ONU Antonio Guterres ha esortato Russia e Stati Uniti a negoziare con urgenza un nuovo quadro di controllo degli armamenti, avvertendo che il rischio di impiego di un’arma nucleare è oggi «il più alto degli ultimi decenni».   In precedenza Trump aveva espresso la volontà di raggiungere un accordo «migliore» che includesse anche la Cina. Giovedì Peskov ha precisato che Pechino considera «inutile» partecipare ai negoziati su un nuovo trattato, dato che il proprio arsenale nucleare non è paragonabile per dimensioni e caratteristiche a quello di Russia e Stati Uniti. «Rispettiamo questa posizione», ha concluso il portavoce del Cremlino.  

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