Il gruppo di ricerca del professor Donato Aquaro, docente di Impianti nucleari al dipartimento di Ingegneria civile e industriale dell’Università di Pisa, ha vinto un bando di ricerca internazionale per lo studio in scala reale del principale sistema di sicurezza del reattore a fusione nucleare, ITER, in costruzione in Francia nei pressi di Aix-en-Provence.
L’attività di ricerca, con un budget di circa 1 milione di euro, studierà il ‘Vacuum Vessel Pression Suppression System’ ossia il sistema che garantisce il mantenimento della pressione entro i limiti ammissibili in caso di incidente nel componente principale del reattore, la camera a vuoto. Nell’interno di tale componente (figura in basso a destra), in condizione di vuoto quasi assoluto, avviene la reazione di fusione nucleare fra un nucleo di deuterio e uno di trizio nel plasma a una temperatura di oltre 100 milioni di gradi. La reazione di fusione simula quella che avviene nel sole.
ITER è una organizzazione internazionale di cui fanno parte Unione Europea, USA, Federazione Russa, Cina, Giappone, India e Corea del Sud. Tale organizzazione finanzia il più grande e costoso esperimento mai effettuato precedentemente. Lo scopo del progetto è la dimostrazione della fattibilità di produrre energia dalla fusione nucleare con un impianto di taglia industriale ottenendo un plasma stabile. Il plasma per le altissime temperature non deve venire in contatto con le pareti, pertanto viene messo in movimento in un recipiente torico (Tokamak) da elevatissimi campi elettromagnetici.
Considerando le estreme condizioni operative, non si può escludere la possibilità di incidenti di rottura delle tubazioni di refrigerazione della parete affacciata al plasma. Il fluido refrigerante (acqua) potrebbe invadere il Tokamak e vaporizzare a causa delle elevate temperature, provocando la sua pressurizzazione. Per evitare il raggiungimento di valori di pressione pericolosi per la stabilità della struttura, viene attivato un sistema di sicurezza di riduzione della pressione con condensazione diretta del vapore in acqua, il ‘Vacuum Vessel Pression Suppression System’. Tale sistema è stato scelto dall’Autorità di Sicurezza per gli stress test sull’impianto.
Il professor Aquaro e il suo gruppo di ricerca hanno vinto il bando internazionale per la loro esperienza, unica in campo internazionale, sulla condensazione diretta del vapore a pressioni sub atmosferiche.