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All’interno dei reattori per fusione si osserva la presenza di polveri metalliche a base di elementi pesanti. Tali polveri provengono da criccature, microfusioni o delaminazioni del materiale che costituisce le pareti del reattore. Il comportamento di tali polveri, di dimensioni micrometriche, e dei depositi, di dimensioni maggiori, deve essere compreso poiché essi sono causa di riduzione dell’efficienza energetica del proceoikvsso e possono porre problemi di sicurezza degli impianti.

L’analisi prevede uno studio teorico delle condizioni di mobilizzazione delle polveri e uno studio sperimentale di simulazione di queste condizioni.
Lo studio sperimentale consiste nella deposizione controllata, in termini di posizione sulla superficie e velocità di impatto, di polveri di materiali che si possono trovare nei reattori e nella successiva esposizione a diverse condizioni di plasma in vari impianti. Una mappatura dettagliata tramite microscopia elettronica a scansione pre- e post- esposizione permette di comprendere se e come le particelle depositate si muovono per effetto del plasma. Una sintesi del lavoro si può trovare in questo lavoro, sottoposto per pubblicazione.
La forza di adesione di micro-particelle a superfici metalliche viene valutata sperimentalmente sottoponendo tali superfici a campi elettrici molto intensi, in grado di rimuovere le particelle dalla superficie con forze calcolabili, proporzionali all’intensità del campo. È possibile studiare l’influenza di parametri quali il materiale e le dimensioni delle polveri, il materiale e la rugosità delle superfici. Le informazioni sperimentali su queste forze sono di grande importanza per la messa a punto di modelli utilizzati in codici per lo studio della mobilizzazione di polveri in macchine a plasma.

oikv
  • Sistema di deposizione delle polveri
  • Spot di particelle depositate dopo esposizione al plasma

  • KEYWORDS:
    polveri metalliche reattori a fusione

  • PUBBLICAZIONI RECENTI:
    • S. Ratynskaia et al.
      Dust–surface collisions in adhesion regime for tokamak relevant materials
      Journal of Nuclear Materials    link
    • M. De Angeli et al.
      Dust characterization in FTU tokamak
      Journal of Nuclear Materials    link
    • S. Ratynskaia et al.
      Elastic–plastic adhesive impacts of tungsten dust with metal surfaces in plasma environments
      Journal of Nuclear Materials    link

  • PRINCIPALI COLLABORAZIONI:
    L’attività ha avuto inizio nel 2012 e vede la collaborazione di personale proveniente da diverse istituzioni e università, tra cui:
    • Istituto di Fisica del Plasma – Consiglio Nazionale delle Ricerche
    • KTH Royal Institute of Technology, Association EUROfusion-VR, Stoccolma
    • Université de Lorraine, Institut Jean Lamour, Vandoeuvre-lès-Nancy
    • FOM Institute DIFFER, Dutch Institute For Fundamental Energy Research, Nieuwegein