Design of electric and magnetic components of a negative ion accelerator in view of application to ITER Neutral Beam Injectors

I contenuti di questa tesi di dottorato sono stati sviluppati nell'ambito della fusione termonucleare a confinamento magnetico, e sono connessi in particolare al maggiore degli esperimenti in questo campo a livello mondiale, il futuro tokamak ITER. Un componente molto importante di ITER e dei tokamak in genere è l’iniettore di neutri, un dispositivo il cui scopo è produrre un fascio di particelle neutre ad alta energia in grado di sostenere le reazioni di fusione all'interno della camera di reazione. Il prototipo degli iniettori di ITER, chiamato MITICA, è stato progettato e sarà costruito presso il Consorzio RFX a Padova, e il suo obiettivo principale è il conseguimento di un fascio di Deuterio con energia di 1 MeV, potenza di 17 MW e durata di 3600 s. Questa tesi è incentrata sul progetto di uno dei componenti fondamentali di MITICA, l’acceleratore elettrostatico, nel quale i campi elettrici e magnetici giocano un ruolo chiave nel determinarne le prestazioni. Il lavoro sviluppato si colloca cronologicamente durante i tre anni finali del progetto dell’acceleratore di MITICA, che è adesso concluso. Le attività di progetto svolte su componenti elettrici e magnetici dell’acceleratore di MITICA saranno qui presentate assieme ai risultati delle attività sperimentali svolte su prototipi o altri acceleratori esistenti. Un capitolo a parte sarà dedicato ai risultati delle attività di sviluppo codici. Questo lavoro può essere letto come la chiusura del progetto dell’acceleratore di MITICA, in cui i problemi ancora aperti sono stati affrontati e risolti, e in cui lo studio dello scenario operativo è stato completato.