Il ruolo delle particelle alfa nell'innesco dell'ignizione

Nell'ambito della fisica dei plasmi, è stato misurato per la prima volta lo spettro dei raggi gamma emessi dalle particelle alfa, una particolare forma di radiazione corpuscolare. L'emissione di raggi gamma, la radiazione a più alti valori d'energia, è generata dalla reazione nucleare tra le particelle alfa e un isotopo del Berillio (9Be(α,nγ)12C), con un'energia associata al raggio gamma di 4,44 milioni di elettron-volt (MeV). Lo spettro energetico dei raggi gamma è una manifestazione dell'energia delle particelle alfa reagenti. La misura è stata realizzata presso il reattore a fusione JET (Joint European Torus) da una collaborazione di ricercatori del CNR-IFP e dell'Università degli Studi di Milano-Bicocca. In un plasma costituito da una miscela di Elio (4He) e Deuterio (D) sono stati iniettati atomi neutriveloci di 4He che, una volta ionizzati, cioè privati di carica elettrica per collisione, diventano particelle alfa che possono essere accelerate tramite riscaldamento risonante a radiofrequenza. Ad energie superiori a 1,5 MeV le particelle alfa danno luogo alla reazione nucleare e quindi all'emissione di raggi gamma di 4,44 MeV. Diverse sono state le tecniche finora proposte per osservare le particelle alfa in plasmi di deuteriotrizio (DT). In questi, le reazioni di fusione producono particelle alfa di circa 3,5 MeV che, se confinate, rallentano il loro percorso nel plasma e lo riscaldano. Il ruolo delle particelle alfa è essenziale per raggiungere la condizione di ignizione, in cui il plasma si auto-sostiene senza l'aggiunta di potenza ausiliaria. Il risultato ottenuto dall'IFP è un passaggio importante verso l'utilizzo della spettroscopia gamma per lo studio delle particelle alfa nei reattori a fusione a reazione DT, e avrà quindi importanti ricadute per applicazioni in campo energetico. 

Authors: V.G. Kiptily , C.P. Perez von Thun, S.D. Pinches, S.E. Sharapov, D. Borba, F.E. Cecil, D. Darrow, V. Goloborod'ko, T. Craciunescu, T. Johnson, F. Nabais, M. Reich, A. Salmi, V. Yavorskij, M. Cecconello, G. Gorini, P. Lomas, A. Murari, V. Parail, S. Popovichev, G. Saibene, R. Sartori, D.B. Syme, M. Tardocchi, P. de Vries, V.L. Zoita and JET-EFDA Contributors

Title: Recent progress in fast ion studies on JET

Journal: Nuclear Fusion

Year: 2009

References: Vol. 49, No.6 (2009)