Per riuscire a far diventare realtà la produzione di energia da fusione nucleare, ogni componente rappresenta una sfida ingegneristica ai limiti della conoscenza umana. Una delle più ardue è senza dubbio la gestione del calore e delle impurità all'interno del tokamak, il cuore del reattore.
Immaginate di dover costruire un sistema di scarico per una stella. Sembra follia, ma è essenzialmente questo il compito del deviatore del reattore ITER, il più grande progetto di fusione nucleare al mondo in costruzione nel sud della Francia. Recentemente, un passo da gigante è stato compiuto in questa direzione: un prototipo in scala reale di una sua parte fondamentale, il "bersaglio verticale esterno", ha superato i rigorosi test di certificazione imposti dall'organizzazione ITER.
Questo componente non è un pezzo di metallo qualsiasi, ma è l'unica parte dell'intero reattore progettata per entrare in contatto diretto con il plasma, una zuppa di particelle a temperature inimmaginabili. Il suo ruolo è fondamentale: agisce come un sistema di scarico ad altissime prestazioni, estraendo i residui del combustibile e la cenere di elio prodotta dalla reazione di fusione.
Senza un deviatore efficiente, il plasma diventerebbe instabile e la reazione si spegnerebbe. La sua superficie deve sopportare un carico termico che può raggiungere i 20 megawatt per metro quadrato, un'intensità di calore spaventosa, e resistere a forze elettromagnetiche che possono arrivare fino a circa 16,5 tonnellate.
La realizzazione di questo capolavoro tecnologico è frutto della collaborazione tra il colosso industriale Hitachi e gli Istituti Nazionali per la Scienza e la Tecnologia Quantistica (QST) del Giappone, che hanno avviato i lavori nel gennaio del 2022. Il QST, in qualità di agenzia nazionale giapponese per il progetto ITER, ha guidato lo sviluppo dei materiali, definendo metodi per produrre monoblocchi di tungsteno e tubi di raffreddamento in una lega di rame ad alta resistenza, capaci di smaltire il calore mantenendo la conducibilità termica.
Hanno inoltre messo a punto una speciale tecnologia di brasatura resistente alle alte temperature per unire questi materiali così diversi tra loro. Hitachi, d'altro canto, ha tradotto questi studi in processi produttivi concreti, sviluppando tecniche di lavorazione e assemblaggio con una precisione millimetrica, richiesta entro i 0,5 mm, e impiegando sistemi di saldatura robotizzati e ispezioni non distruttive per garantire la perfezione del risultato finale.
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