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Hot Radial Pressing. Innovating ITER

Luogo: Roma
Data: 02/12/2013
Canale: Nucleare
Autori: L. Moretti, S. Marconi, M. Maffioletti

Il plasma.
Plasma

Ne è colmo l’universo ma arduo riprodurlo sulla Terra.
The Universe is full of it but it is difficult to reproduce on Earth.

Una distanza fisica e filosofica che gli scienziati devono coprire perché il plasma sia il filo conduttore che unisca l’origine della vita alla sua sopravvivenza.
This is both the physical and philosophical gap that scientists must fill so that the plasma can become the common thread between the Origin of Life and its survival.


Dal Big Bang all’energia del futuro. Il passo decisivo è dentro ITER.
From the Big Bang to the Energy of the Future. The first, crucial step is inside ITER.


Al suo interno, il plasma denso e incandescente che, a cento milioni di gradi, innescherà la reazione di fusione nucleare.
Here the dense and incandescent plasma, at a hundred million degrees, will trigger the nuclear fusion reaction.


Le sue pareti dovranno contenerlo.
The ITER vacuum vessel will have to contain the plasma.


Alla base il divertore, un gioiello di tecnologia su cui converge la ricerca mondiale.
Along the base of it, there is the divertor, a jewel of technology on which international research has been focusing.


All’Italia il compito di contribuire alla costruzione di un elemento fondamentale di questo componente, quello più sollecitato dal flusso termico del plasma, l’inner vertical target.
Italy has to manage an important task that consists of building the inner vertical target, a plasma- facing component of the divertor, which has to withstand intense plasma heat flux.


Uno scambiatore di calore composto da tubi in lega di rame protetto da blocchi di tungsteno e grafite tridimensionale composita. 
The inner vertical target is a heat-exchanger system made up of copper alloy cooling tubes protected by tungsten and a fiber composite graphite blocks.


L’ENEA ne ha rivoluzionato totalmente la costruzione, inventando una nuova tecnica di saldatura per diffusione.
ENEA has totally revolutionized the manufacturing of the inner vertical target by inventing a new technique of diffusion bonding.


Un’innovazione divenuta brevetto, subito adottata per ITER.
ENEA patented this innovation, using it for ITER.


ELISEO VISCA (ENEA) “La tecnologia che abbiamo messo a punto qui nei nostri laboratori si chiama Hot Radial Pressing e consiste nella saldatura del tubo con i mono blocchi che devono proteggere il tubo. Questa saldatura avviene attraverso la messa in pressione del tubo ad altissima pressione che sono circa 600 bars e contemporaneamente il prototipo viene portato a 600°C”.
"The technique that we have developed in our laboratories is called Hot Radial Pressing. It consists of heating the assembled tube and blocks up to 600°C in a vacuum and then applying an internal pressure of 600 bars to join the high heat flux unit."



ENEA sta lavorando alla costruzione di prototipi a piena scala per ITER. Per fare questo utilizza un forno iper-tecnologico che crea le condizioni estreme di temperatura, pressione e vuoto necessarie per la perfetta saldatura del componente.
ENEA has been working on the construction of full-scale prototypes for ITER. In order to manufacture them, researchers are using a hyper-technology furnace that is able to create the extreme conditions of temperature, pressure and vacuum required for joining the component perfectly.

ELISEO VISCA (ENEA) “Il divertore è uno dei componenti più importanti della macchina ITER perché è costituito da 54 cassette le cui parti superficiali sono protette da componenti ad alto flusso termico. Flusso termico che è dell’ordine dei 20 MW/m2 e le temperature raggiunte in superficie raggiungono i 2000 gradi di temperatura”.
The divertor is one of the most important ITER components. It is made up of 54 remotely-removable cassettes. Their surface is protected by heat flux components because the expected heat load on the divertor surface is up to 20 MW/m2 and the surface temperature reaches more than 2000° C".



Il tungsteno, di cui è composto l’inner vertical target, ha un alto punto di fusione, oltre 3.000 gradi, un’ottima conducibilità termica e un’alta resistenza all’erosione.
The tungsten, of which the inner vertical target is made, has a high melting point, over 3,000 °C, an excellent thermal conductivity and a low rate of erosion.


Queste caratteristiche, abbinate al brevetto dell’ENEA, permettono di assolvere a due importanti funzioni per evitare lo spegnimento della reazione di fusione: rimuovere le impurità del plasma e trasferire il calore in eccesso dai monoblocchi al tubo.
The tungsten features, combined with ENEA’s patent, achieve two important objectives in order to prevent fusion reaction shutdown: extracting impurities from the plasma and transferring excess heat from monoblocks to the tube.


Qui l’acqua in circolazione ne garantirà lo smaltimento.
Here water cooling will ensure their disposal.


Non a caso il tungsteno è stato eletto materiale ideale per il divertore e accompagnerà ITER per tutto il suo ciclo di vita. L’ENEA è in prima linea.
Tungsten has been chosen as the ideal armour material for the ITER divertor and it will last throughout the entire lifetime of the fusion reactor. ENEA is at the forefront of Research.



ELISEO VISCA (ENEA) Oggi come oggi è l’unica che è in grado di costruire questi componenti utilizzando le proprie risorse e le proprie competenze e questi componenti hanno dato degli ottimi risultati riconosciuti in campo europeo.
Nowadays, ENEA is the only Research Center that is able to make these components by using its internal resources and skills and it has been achieving excellent results recognised across Europe.

Targato ENEA uno dei tre componenti del divertore di Iter. Si chiama Inner Vertical Target ed è realizzato con una nuova tecnica brevettata dall’ENEA. Un gioiello tecnologico tutto italiano con due importanti funzioni: rimuovere le impurità del plasma e smaltire il calore in eccesso.  Tutto, per sostenere la reazione di fusione nucleare.

ENEA branded one of the three components of the ITER divertor. It's called Inner Vertical Target and it is made with a new technique, patented by ENEA. An italian jewel of technology, with two important functions: the removal of the plasma impurities and the disposal of the excess heat, to sustain the nuclear fusion reaction.
 
Data: 02/12/2013
 
Autori: L. Moretti, S. Marconi, M. Maffioletti
 
Canale: Nucleare 

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