Analisi Elettrodinamica tra cavi Superconduttivi per il Progetto ITER

La Fusione Nucleare può essere considerata come una promettente alternativa a tali fonti. Una turbina collegata ad un generatore elettrico può convertire in elettricità il calore sprigionato dalla fusione, sviluppata all'interno di un reattore che opera in condizioni di stabiltà e in piena sicurezza, immettendo nella rete energia pulita. Il progetto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) prevede lo sviluppo e la realizzazione del più grande prototipo di reattore a fusione nucleare. Lo scopo ultimo è quello di ottenere dati sperimentali sulla fisica del plasma e verificare la stabilità e l’affidabilità di componenti ad alto contenuto tecnologico che operano in condizioni estreme di temperatura, corrente e campo magnetico. La reazione di fusione nucleare avviene in un plasma confinato all'interno di un toroidale (tokamak) mediante un campo magnetico prodotto da bobine superconduttive sottoposte a loro volta ad altissimi campi magnetici (fino a $ 12 $ T) e attraversati da altissime correnti (fino a $ 100 $ kA). In tutto ciò vanno mantenuti a temperature criogenica (inferiori a $ 5 $ K) tramite un flusso di elio in condizione supercritica. I componenti del sistema magnetico di ITER devono essere adeguatamente progettati e testati per verificarne l’affidabilità durante tutta la vita utile della macchina, evitando costose operazioni di riparazione in caso di guasto; dato l’elevato costo di ogni test è necessario sviluppare modelli numerici per simulare il comportamento dei componenti in diverse condizioni operative. In questo lavoro si analizzano la resistenza elettrica in corrente continua (DC Resistance) e le perdite di energia in corrente alternata (AC Losses) del giunto superconduttivo PFJEU13, che andrà a connettere due cavi superconduttivi CCIC della bobina del sistema magnetico per la generazione del campo poloiodale (Poloidal Field Coil), avente lo scopo di controllare la posizione verticale del plasma.