Un gruppo internazionale di ricerca guidato dall’Istituto per la scienza e tecnologia dei plasmi del Consiglio nazionale delle ricerche di Milano (Cnr-Istp) fornisce un importante contributo nel risolvere una delle più grandi “sfide” legate all’utilizzo dell’energia nucleare: misurare la potenza raggiunta nei nuovi reattori a fusione basati sulla reazione deuterio-trizio. Attualmente, l’unica tecnica di misura diretta della potenza di fusione utilizzata nei reattori a confinamento magnetico è quella di “contare” il numero di neutroni liberi generati dalla fusione dei due isotopi dell’idrogeno - il deuterio e il trizio - maggiormente utilizzati quale combustibile della reazione. Quando questi reagenti si fondono,

infatti, il nucleo di elio-5 che viene a formarsi decade in elio-4 e in un neutrone libero con un'energia pari a 14 MeV: il conteggio assoluto del numero di questi neutroni energetici fornisce una misura del tasso di reazioni di fusione avvenute. Tale tecnica, tuttavia, presenta diverse difficoltà: l’emissione dei neutroni da una sorgente estesa quale il tokamak, e la loro interazione con i materiali del reattore, richiedono l’uso di complicati codici di simulazione, oltre che lunghe e costose campagne di calibrazione per convalidare i codici stessi. Ora, lo studio a guida italiana - svolto dal Cnr-Istp in collaborazione con i Dipartimenti di Fisica dell'Università di Milano-Bicocca e della Statale di Milano, il centro di ricerca di ENEA di Frascati, e altre istituzioni europee nell’ambito del progetto “GETART” - individua nei raggi gamma emessi dal decadimento dell’elio-5 un nuovo e alternativo metodo per misurare tale potenza. Lo studio è oggetto di due articoli scientifici pubblicati su Physical Review C e Physical Review Letters. L’ottimizzazione di questa misura è stata eseguita in via preliminare presso il generatore di neutroni ENEA “Frascati Neutron Generator” (FNG), uno dei pochi al mondo disponibili per la ricerca sulla fusione e in altri settori applicativi, tra cui aerospazio, automotive, fisica e rivelatori di particelle. Interamente progettato e realizzato dall’ENEA presso il Centro di Ricerche di Frascati, FNG è la più potente sorgente di neutroni da 14 MeV in Europa. Gli esperimenti sono stati condotti presso l’infrastruttura del Joint European Torus nel Regno Unito - il più grande esperimento di fusione nucleare al mondo- durante la campagna sperimentale denominata DTE2, e sono stati in parte finanziati dal consorzio europeo EUROfusion, di cui l’Italia è partner. Oltre a marcare un importante traguardo per l’Italia nel contesto internazionale, tale ricerca rappresenta un efficace esempio di collaborazione tra mondo accademico e istituzioni di ricerca.