Progetto TRUST

Il progetto TRUST (Tuscia Research Univesity Small Tokamak) nasce nell’anno 2022 da un’idea di Giuseppe Calabrò, professore ordinario in SSD ING-IND/31 Electrical Engineering and Magnetic Fusion Energy, e Pierluigi Fanelli, professore associato in ING-IND/14 Machine Design. Esso ha come scopo principale la creazione di un nuovo polo per lo studio e la ricerca sulla fusione nucleare. Con questo progetto, si punta a preparare una nuova generazione di ingegneri con specifiche competenze in questo settore, unendo una conoscenza teorica ad una formazione pratica.

Il team che si occupa dell’attività di ricerca sulla fusione nucleare si sviluppa a partire dal 2016 e si chiama UNITUS4FUSION. Attualmente conta circa una trentina di persone tra tesisti, studenti di dottorato, ricercatori e professori. La maggior parte del team si è formato presso l’Università degli Studi della Tuscia.

Ma non solo: TRUST può contare sulla collaborazione di enti ed aziende dislocati su tutto il territorio nazionale e non solo. Tra questi, i principali partner sono ENEA® (l’agenzia nazionale che si occupa delle nuove tecnologie finalizzate al raggiungimento di uno sviluppo sostenibile) e Tokamak Energy Ltd® (azienda inglese che si occupa dello sviluppo globale dell’energia nucleare). A queste, vanno aggiunte le collaborazioni anche con altri importanti enti (ENI®, Walter Tosto S.p.A. ®, OCEM S.R.L®, e molte altre.

Spiegazione del lavoro sul Tokamak

Il progetto TRUST prevede la creazione di un piccolo tokamak con lo scopo di testare e studiare delle nuove tecnologie in campo nucleare. Nello specifico, prevede di esaminare, in maniera flessibile, materiali innovativi che resistano agli elevati flussi termici agenti in questa tipologia di esperimenti. Inoltre, TRUST si prefissa di sottoporre a dei test materiali superconduttori ad alta temperatura (HTS), finalizzati alla realizzazione di bobine e magneti necessari al funzionamento del tokamak. Per quanto riguarda la struttura ed il funzionamento dell’esperimento, il concept design preliminare appare definito e suddiviso in quattro sottoassiemi:

a) il sistema del vacuum vessel (VV) e degli in-vessel components (IVC),

b) il sistema del criostato,

c) le bobine di campo magnetico poloidale (PF) e i moduli del solenoide centrale (CS),

d) il sistema delle bobine di campo toroidali (TF).

Il progetto TRUST in sé, invece, prevede tre fasi operative (OP):

OP1. Test e messa in servizio di tutti i componenti, di tutto il sistema magnetico in rame, test delle bobine HTS in un laboratorio di test dedicato;

OP2. Sostituzione di una bobina PF in rame con una bobina HTS e studio di diversi scenari e prestazioni del plasma;

OP3. Raggiungimento delle massime prestazioni e scariche di plasma in condizioni di stato stazionario, tutti i sistemi magnetici in materiale HTS, aggiunta di un sistema a radiofrequenza (ECRH) per sostenere la scarica.

La OP1 è stata già avviata in un nuovo laboratorio, dove si testa l’alimentazione di bobine in rame e in HTS. Il citato laboratorio include attualmente un IGBT supercapacitor power supply (di 1200V e 600A) e un alimentatore DC programmabile (40V e 120A). Qui si produrranno e si testeranno anche sistemi di diagnostiche magnetiche e di controllo (entrambi obbligatori per il funzionamento di un dispositivo tokamak).

Obiettivi

Il nostro lavoro sulla produzione di energia nucleare rinnovabile ci ha permesso di definire, con il susseguirsi di studi e ricerche, due fondamentali obiettivi:

• L’obiettivo accademico, che mira a formare una nuova classe di professionisti con competenze specifiche sulla fusione nucleare.

• L’obiettivo scientifico, che punta al raggiungimento di un adeguato studio su meta-materiali per le componenti affacciate al plasma (PFC) e sulla progettazione di bobine specifiche da utilizzare in futuri reattori.