Progettazione di diagnostiche del plasma per l'esperimento PROTO-SPHERA = Plasma diagnostics design for PROTO-SPHERA experiment

A partire dagli anni ’70, l’era delle esplorazioni spaziali ha permesso molteplici campagne di misurazioni in situ. Queste hanno ridefinito alcune delle principali nozioni che la comunità scientifica dell’epoca aveva supposto, sottolineando l’importanza delle misurazioni e legando in modo definitivo la sperimentazione in laboratorio con l’astrofisica e la fisica nucleare. Oggi, il grande interesse sulle tecnologie di fusione termonucleare richiede lo sviluppo di diagnostiche sempre più veloci e precise, per monitorare le grandezze fondamentali utili alla progettazione ed alla valutazione delle grandi macchine per la fusione. Il presente lavoro prevede l’interfacciarsi di diverse discipline, dalla fisica dei plasmi all’elettronica, con il fine di studiare, progettare e realizzare un sistema di misura; esso comprende una sonda di Langmuir, per una misura di densità e temperatura del plasma, ed una sonda magnetica ad effetto Hall per una misura di campo magnetico, con il relativo sistema di acquisizione dati, opportunamente caratterizzato in termini di numero di campioni e frequenza di acquisizione. Dopo un estensivo esame sulle molteplici configurazioni possibili, sono state ricercate soluzioni tecnologiche “allo stato dell’arte”. Tale sistema viene proposto per la realizzazione di misure delle proprietà del plasma realizzato all’interno di PROTO-SPHERA, un innovativo esperimento di plasma confinato magneticamente, presso il Centro Ricerche ENEA di Frascati. Allo scopo di semplificare lo sviluppo, i prototipi dei sensori sono stati testati in un "table-top-experiment" progettato e costruito appositamente.