Portale » Attività di ricerca Laboratori e apparecchiature Macchina lineare a confinamento magnetico GyM

La macchina

GyM (acronimo di Gyrotron Machine) è una macchina lineare progettata e realizzata in IFP che ha come obiettivo studi di Fisica di base e di iterazione plasma-parete in abito fusionistico. La macchina è operativa dal 2008 e nel corso degli anni è stata oggetto di upgrade e nuove dotazioni.

La camera da vuoto di acciaio è cilindrica con diametro 0.25 m e di lunghezza 2m e dotata di 32 flange di accesso per diagnostiche, sistemi di pompaggio e inserimento campioni da esporre al plasma. 

Il campo magnetico di GyM è realizzato con 10 bobine a formare un solenoide lineare in grado di raggiunge il valore di 0.1 T (pari a circa 260 volte il campo magnetico terrestre) sull’asse della camera da vuoto.

 

GyM
La macchina lineare GyM con sue le bobine di campo magnetico, la camera da vuoto e la sorgente a radiofrequenza (f=2.45 GHz, P=3 kW).

Un plasma altamente riproducibile (H2, D2, He, Ar, N2) viene creato utilizzando sorgenti a radiofrequenza (due magnetron con frequenza 2.45 GHz in grado di erogare fino a 4.5kW di potenza in continua, e 8  kW in modalità impulsata). La potenza a microonde a 2.45 GHz è in grado di produrre un plasma con densità elettronica 1015 -1017 m-3 e con temperatura elettronica fino a 10 eV. 

E’ in fase avanzata di realizzazione un upgrade che permetterà di collegare a GYM  una sorgente di microonde di tipo Gyrotron a 28 GHz (15 kW in continua o impulsata) per aumentarne le prestazione in termini di densità e temperatura elettronica.

Gycom Gyrotron
Sorgente Gyrotron a 28 GHz (15 kW in continua o impulsata) realizzato dalla Gycom (Russia) per IFP.

Il GyM è dotata di sistemi diagnostici per la misura dei parametri fondamentali di plasma. Tra le diagnostiche principali si segnalano sonde di Langmuir (fisse e mobili), spettroscopia ottica ad emissione, una videocamera veloce (250 kframes/sec)  con intensificatore d'immagine e spettrometrometria di massa.

La sperimentazione copre diversi aspetti e fenomenologie, quali ad esempio studi di turbolenza e strutture coerenti tipiche della periferia dei tokamak, instabilità associate ad onde di drift e studi della funzione di distribuzione della velocità degli elettroni. Plasmi ad alta densità consentono inoltre lo studio dell’interazione tra ioni energetici e le superfici dei materiali aprendo la possibilità di caratterizzare processi di alto interesse tecnologico, in particolare in ambito fusionistico.

Codici interpretativi e di analisi dati sono sviluppati e disponibili per l’interpretazione delle misure effettuate.

Emissività plasma GyM
Ricostruzione del profilo di emissività mediato nel tempo del plasma di GyM .

In tabella vengono riportati i principali parametri di GyM.

 

Attraverso GyM, IFP incoraggia la ricerca di base, necessaria allo sviluppo delle competenze in campo fusionistico, e rafforza il suo ruolo di formazione per inserire giovani ricercatori nel programma europeo sulla fusione, in collaborazione con l’Università degli Studi di Milano-Bicocca. Presso il laboratorio GyM si svolgono infatti i corsi di laboratorio di Fisica dei Plasmi del III e IV anno all’interno del corso di Laurea in Fisica dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca. 

Per maggiori informazioni sulla sperimentazione in corso: Sperimentazione su GyM

 

Per maggiori informazioni sui corsi di laboratorio: Didattica

 

Per domande e informazioni specifiche è possibile rivolgersi direttamente al Dr. Granucci granucci@ifp.cnr.it oppure alla Dr. Ricci ricci@ifp.cnr.it .

Per una galleria di immagini: Galleria GyM 

 

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