Energia: fusione, generatore di neutroni FNG tra i più potenti al mondo compie 30 anni

Compie 30 anni 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.

Per l’occasione e per tracciare un bilancio delle attività dell’infrastruttura, ENEA organizza il workshop “The role of FNG in fusion and science: perspectives in a legacy”, a cui parteciperanno rappresentanti delle istituzioni, esperti e scienziati provenienti da tutto il mondo (1-2 marzo 2023 dalle ore 10, Centro Ricerche ENEA di Frascati, Roma).

L’evento sarà l’occasione per visitare l’impianto ma anche per promuovere FNG tra i giovani ricercatori e avvicinarli a un settore di ricerca in grande crescita.

Interamente progettato e realizzato dall’ENEA presso il Centro di Ricerche di Frascati, FNG è la più potente sorgente di neutroni da 14 MeV (milioni di elettronvolt) in Europa in grado di produrre neutroni tramite reazioni di fusione deuterio-trizio, con intensità fino a 100 miliardi di neutroni al secondo, una delle più intense al mondo.

Con ben 13 esperimenti su componenti di ITER, il grande reattore a fusione che dovrà dimostrare la fattibilità della produzione di energia da fusione, e di DEMO, la centrale dimostrativa che immetterà in rete l’energia elettrica prodotta dalla fusione, FNG fornisce a tutt’oggi un contributo fondamentale nella roadmap per dimostrare la fattibilità  scientifica  e  tecnologica  di riprodurre sulla Terra la reazione che alimenta il Sole e le stelle e di ottenere un’energia sicura, illimitata e rispettosa dell’ambiente.

“A 30 anni dalla sua inaugurazione, il 2 novembre 1992, FNG è tuttora l’impianto di riferimento per la fusione in Europa per eseguire esperimenti per la validazione dei dati nucleari per i materiali di interesse per la fusione”, evidenzia Paola Batistoni, responsabile della Divisione ENEA di Sviluppo energia da fusione. “La progettazione e la costruzione di FNG – aggiunge – furono completate in pochi anni sotto la direzione di Marcello Martone, allora responsabile del Laboratorio Neutronica Applicata del Dipartimento Fusione. Nel tempo, l’impianto è stato costantemente migliorato e dotato di strumenti all’avanguardia dal team che lo gestisce. E oggi, grazie a FNG, è cresciuto in ENEA un forte gruppo di neutronica con competenze uniche e all’avanguardia, sia sperimentali sia numeriche per analisi e sviluppo codici neutronici, caso unico in Europa”.

Presso FNG si conducono esperimenti che permettono di migliorare la conoscenza delle sezioni d'urto di attivazione neutronica dei materiali impiegati in un reattore a fusione, strutturali e funzionali. Gli esperimenti effettuati su prototipi di componenti di ITER, tra cui il mantello schermante e i magneti superconduttori, e di DEMO, tra cui i mantelli a litio-piombo liquido e a berillio solido per la verifica della produzione di trizio, forniscono la validazione sperimentale dei calcoli per la progettazione nucleare,  inclusi i calcoli di schermaggio neutronico, di deposizione di potenza, del riscaldamento nucleare, delle dosi prodotte dall’attivazione dei materiali e dell’attivazione dell’acqua di raffreddamento. Tutte le attività sono finanziate dal programma europeo sulla fusione (Horizon EUROfusion) e sono condotte, nella gran parte dei casi, nell’ambito di collaborazioni europee o internazionali con la leadership di ENEA.

Per le sue caratteristiche uniche, FNG viene utilizzato anche per lo sviluppo e la caratterizzazione di nuovi rivelatori di particelle per applicazioni in tutti i campi della scienza. Negli ultimi anni FNG è anche utilizzato da parte di numerosi utenti di aziende private ed istituti di ricerca europei per l’esecuzione di test di resistenza alle radiazioni su componenti e sistemi elettronici per applicazioni nei settori aerospazio, automotive ed energia nell’ambito del progetto RADNEXT e per questo motivo è stato incluso nel programma Asi Supported Irradiation Facilities dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). La “radiation hardness assurance”, ossia la valutazione della resistenza a radiazione dei sistemi, è un’esigenza sempre più sentita nell’industria dato il numero crescente di dispositivi esposti a radiazioni di maggiore intensità e per periodi di tempo più lunghi.