LTC per la fusione termo-nucleare

LTCalcoli ha una esperienza consolidata nell'analisi e supporto alla progettazione di reattori per la fusione termo-nucleare.

Questa esperienza è stata costruita grazie ad una forte collaborazione a lungo termine con: 

• ENEA (Ente Nazionale Energie Alternative),
• ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor),
• Fusion for Energy (F4E agenzia EURATOM per la gestione del Progetto ITER nei paesi dell’Unione Europea),
• IPP - W7X (Istituto Max Planck di fisica del plasma che sta costruendo il reattore a fusione denominato W7-X) 
• CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche italiano).

Le conoscenze tecniche e professionali necessarie per svolgere questo tipo di attività comprendono diverse aree, in cui si sovrappongono elettromagnetismo computazionale, meccanica computazionale e ingegneria della fusione termo-nucleare.

La LTCalcoli è stata coinvolta nella progettazione di vari reattori a fusione nucleare e dei relativi componenti. Tra questi:
• ITER 
• IGNITOR (High Field Tokamak Machine)
• W7-X 
• JET (European Tokamak Machine installato e operante ad Oxford)
• FTU (Frascati Tokamak Upgrade posto in ENEA Frascati)
• DEMO (Evoluzione di ITER)

Per tutti questi reattori, diversi aspetti del progetto sono stati analizzati dal team LTCalcoli: dalle valutazioni di correnti parassite alle analisi termo-strutturali, alla ottimizzazione elettromagnetica. Come riconoscimento della sua competenza, LTCalcoli ha anche contribuito alla revisione della progettazione di diversi componenti dei reattori, fra cui il divertore, la bobina di campo toroidale, il Winding Pack di ITER e la Camera da Vuoto e la Prima Parete di IGNITOR.

In particolare, nel campo delle analisi termo-strutturali e di ottimizzazione dei progetti, LTCalcoli ha condotto analisi dettagliate sui principali componenti di reattori a fusione nucleare, applicando diverse procedure:
- analisi termiche transitorie per la valutazione dell'effetto della deposizione di calore neutronico e dei flussi termici dal plasma;

- analisi statiche e dinamiche, elastiche ed elasto-plastiche per diverse condizioni di carico: peso proprio, pre-carico, carico termico dovuto alla deposizione di calore neutronico ed ai flussi termici dal plasma, carichi elettromagnetici;

- analisi sismiche; 

- analisi a fatica con basso numero di cicli;

- verifica strutturale secondo i diversi standard come (tra gli altri) le SDC-IC, ASME, RCC-MR.

Nel campo della ingegneria del plasma, sono stati sviluppati codici numerici elettromagnetici per l'analisi di:
• consumo del flusso di Plasma;
• scenari di plasma;
• disrupzioni di Plasma.

A questo proposito, LTCalcoli ha anche sviluppato e ben convalidato (ad esempio sui moduli di blanket e sul divertore di ITER) una procedura elettromagnetica di "zoom" numerico che consente di estrarre, partendo da un complesso sistema elettromagnetico, l'eccitazione indotta su un sottosistema. Con questa metodologia è possibile un'analisi elettromagnetica più dettagliata del componente da analizzare sviluppando il modello numerico del solo componente.