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Ricerca sulla fisica dei plasmi e della fusione termonucleare
a Padova
Tommaso Bolzonella
A nome dei colleghi del Consorzio RFX e del Centro Ricerche Fusione
Padova, 13 Marzo 2014
Un breve inquadramento storico
Lo studio del confinamento magnetico di plasmi inizia a Padova negli anni 1958-59 con un piccolo gruppo universitario, nel Dipartimento di Ingegneria Elettrica e con la collaborazione del Dipartimento di Fisica. I promotori sono Giovanni Someda e Antonio Rostagni.
Negli anni ‘70 il gruppo diventa un Centro di Ricerca del CNR.Negli stessi anni il gruppo inizia a sviluppare e operare esperimentidi confinamento magnetico in configurazione Reversed Field Pinch: Eta-Beta I (1974), Eta-Beta II (1980), RFX (1992), poi RFX-mod (2004).
Nel 1996 viene constituito il Consorzio RFX, avente come membriENEA, CNR, Università di Padova e Acciaierie Venete. INFN entra a far parte Consorzio RFX nel 2005.
Le attività dell’Università di Padova nel campo dei plasmi da fusione sono coordinate dal Centro Ricerche Fusione.
Padova, 13 Marzo 2014
Il Consorzio RFX:
Esperimento RFX-mod:fisica RFP e tokamak
ITER NNBI R&D facility
Formazione
Altre atttività
ITER & tokamak
Broader ApproachJT60-SA, IFMIF
Circa 150 dipendenti80 ricercatori
(fisici/ingegneri)
Padova, 13 Marzo 2014
Il Centro Ricerche Fusione dell’Università di Padova
Già centro interdipartimentale, dal febbraio 2013 il Centro Ricerche Fusione è diventato uno dei nuovi Centri di Ateneodell’Università di Padova.
Cinque sono le sue finalità:
1. promuovere e coordinare e svolgere studi e ricerche di base nel campo della fusione termonucleare controllata, quale fonte di energia, e in generale della fisica e tecnologia dei plasmi;
2. partecipare alle attività di ricerca del Consorzio RFX;3. progettare, sviluppare e realizzare nuove metodologie,
apparecchiature e impianti finalizzati alle attività di ricerca;4. favorire l’interazione tra dipartimenti universitari, istituti di
ricerca ed altri organismi che operano nel campo della fusione;
5. infine, curare la formazione di giovani ricercatori.
Padova, 13 Marzo 2014
Fisica dei plasmi e del loro confinamento magnetico
Il plasma è un sistema intrinsecamente complesso, dove strumenti di tipo statistico (equazione di Vlasov) e di tipo fluido (equazioni della MagnetoIdroDinamica, MHD) si devono integrare.
Confinare e controllare le reazioni di fusione delle stelle negli spazi di laboratori terrestri è una delle sfide più ambiziose per la fisica e per la tecnologia dei nostri tempi.
Padova, 13 Marzo 2014
Fisica sperimentale sui plasmi: sviluppo diagnostiche
I plasmi di interesse termonucleare costituiscono un sistema dove le misure delle grandezze di interesse (densità, temperatura ionica e elettronica, campo magnetico, …) sono non banali.
Padova, 13 Marzo 2014
Presso il gruppo di Padova si disegnano, sviluppano e realizzano sistemi diagnostici per RFX-mod, JET (EU), JT-60SA (EU-JA), ITER.Un’attenzione particolare è rivolta ai sistemi diagnostici legati alla test facility del sistema di iniezione di neutri per ITER (MITICA).
High Resolution Thomson Scattering per JET Il calorimetro diagnostico per SPIDER
Fisica sperimentale sui plasmi: operare RFX-mod
RFX-mod è il maggior esperimento di tipo Reversed Field Pinch al mondo. Il plasma e’ contenuto in un toro con raggio minore di 0.46 m e raggio maggiore di 2m. Può operarare anche in configurazione tokamak.
Padova, 13 Marzo 2014
• Esperimenti su equilibrio, stabilità e controllo MHD del plasma.• Studi sperimentali su trasporto di energia e particelle, microinstabilità, fenomeni turbolenti nei plasmi.
• Fisica dell’interazione plasma-parete, materiali.
Fisica teorica e numerica sui plasmi
Studi teorici (in gran parte numerici )su:
• Magnetoidrodinamica non-lineare 3-dimensionale;• Proprietà caotiche e ordinate di stati RFP elicoidali;• Microturbolenza, simulazioni non-lineari girocinetiche e girofluide;• Modellazione di controllo in feedback di instabilità MHD;• Modellazione della fisica del fascio di ioni e particelle in MITICA
Padova, 13 Marzo 2014
Campo e potenziale elettrostatico in uno statio RFP stazionario a singola elicità
Accelerazine e focalizzazione di un beamlet in MITICA
Contributi ad attività internazionali
Padova, 13 Marzo 2014
Sperimentazione su facilities internazionali: ASEDX-Upgrade (D), JET (EU), DIII-D (US), MST (US), …
Collaborazione alla realizzazione di ITER.
Collaborazione al Broader Approach: JT-60SA, IFMIF-EVEDA (INFN)
Accelerazine e focalizzazione di un beamlet in MITICA
INFN sviluppa un Radio Frequency Quadrupole (RFQ) per IFMIF/EVEDA.
Figure da: http://www.lnl.infn.it/~newweb/index.php/en/researchbutton-3/special-projects/99-special-projects/128-european-projects-ifmif
Contatti e Formazione
WEB: www.igi.cnr.it
Antonio Buffa: [email protected] Martin: [email protected] Cavenago: [email protected] (BEAM4FUSION)Andrea Pisent: [email protected] (IFMIF-EVEDA)
1 insegnamento per la Laurea in Fisica: • Fondamenti di Fisica dei Plasmi – G. Serianni
2 insegnamenti per la Laurea Magistrale in Fisica:• Fisica della Fusione Nucleare ed Applicazioni dei Plasmi – E. Martines• Fisica dei Fluidi e dei Plasmi – T. Bolzonella
Dottorati:• Joint Research Doctorate (Dottorato internazionale a titolo congiunto)and
European Interuniversity Doctoral Network in Fusion Science and Engineering
• FUSION-DC - International Doctoral College in Fusion Science and Engineering (Erasmus Mundus azione 1 - Dottorati di ricerca con la partecipazionedell'Università di Padova)
Padova, 13 Marzo 2014
