Il progetto FUSION

  

FUsion StudIed of prOton boron Neutronless reaction in laser-generated plasma 

Responsabile Locale: Claudio Verona; Responsabile Nazionale: Giuseppe Cirrone (LNS).

Il progetto FUSION si propone di studiare la reazione nucleare tra un protone e un nucleo di boro-11 (p+¹¹B → 3α), considerata una delle alternative più promettenti alla fusione convenzionale deuterio-trizio. Questa reazione coinvolge esclusivamente isotopi stabili e naturalmente abbondanti e non produce neutroni tra i suoi prodotti primari, eliminando così i problemi legati alla gestione del trizio e ai danni e alla radioattività indotti dai neutroni nei reattori. Le tre particelle α risultanti presentano uno spettro energetico ampio, centrato intorno ai 4 MeV. 

Negli ultimi anni, la fusione p¹¹B è stata attivata con successo mediante l’uso di laser ad alta potenza, mostrando un notevole e ancora inspiegato aumento del rendimento della reazione. Tuttavia, manca ancora uno studio sistematico della fisica alla base del fenomeno e un’ottimizzazione delle condizioni di reazione. 

FUSION affronta questa lacuna con un approccio integrato: la realizzazione di campagne sperimentali con sistemi laser a nanosecondi (WP1), la caratterizzazione dei poteri di arresto di protoni e particelle alfa nei plasmi di boro mediante acceleratori convenzionali (WP2), lo sviluppo di bersagli solidi avanzati (WP3) e la progettazione di diagnostiche innovative (WP4), tra cui una matrice di rivelatori a diamante a tempo di volo (TOF) e spettrometri a parabola di Thomson. 

L’obiettivo principale è massimizzare il rendimento della reazione p¹¹B nei plasmi generati da laser e approfondire la comprensione dei processi fisici fondamentali coinvolti, aprendo la strada a potenziali applicazioni future della fusione aneutronica. 

Bibliografia: 

- https://www.cambridge.org/core/journals/laser-and-particle-beams/article/methodology-for-the-discrimination-of-alpha-particles-from-other-ions-in-laserdriven-protonboron-reactions-using-cr39-detectors-coupled-in-a-thomson-parabola-spectrometer/7D8F4D5B8ADC1E20EE8AEDC23FC03A69  

- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/18/06/C06027  

- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/18/07/C07008  

- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/18/07/C07022