Limite di densità nei plasmi fusionistici

Nei plasmi confinati magneticamente in configurazione tokamak è comunemente accettata l'esistenza di un limite superiore sulla densità del plasma, detto limite di Greenwald. Questo limite è espresso dalla formula n (10²⁰ m^-3) < I_p (MA)/S (m²), dove n rappresenta la densità media del plasma, I_p è la corrente di plasma e S è l'area della sezione della camera da vuoto. Si tratta di un limite hard, in quanto il suo superamento dà luogo ad una catastrofica serie di eventi, detta disruption, che causa la perdita del plasma. Il limite di Greenwald è stato ottenuto empiricamente, mettendo insieme dati di molti esperimenti, e non ha alcuna spiegazione teorica.

Scopo di questa linea di attività, che viene portata avanti in collaborazione con un gruppo del Dipartimento di Matematica dell'Università di Milano, è arrivare alla definizione di un limite di densità per i plasmi tokamak (e successivamente anche per quelli confinati in altre configurazioni) a partire da principi primi dell'elettromagnetismo.

Bibliografia essenziale

M. Zuin, A. Carati, M. Marino, E. Martines, L. Galgani, A first principles explanation for the density limit in magnetized plasmas, preprint.

M. Marino, M. Zuin, A. Carati, E. Martines, L. Galgani, Short-wavelength oscillatory modes in a magnetized neutral plasma, and theoretical derivation of a density limit, preprint.