PLASMA MATTER

Studiamo come i materiali si degradano a contatto con il plasma.

Un approccio di simulazione che collega le condizioni del plasma al comportamento reale della superficie del materiale nel tempo.

 

Stima durata materiale

Permette di stimare con anticipo quanto un materiale durerà in condizioni operative reali.

Confronta

Aiuta a confrontare materiali diversi senza dover eseguire test lunghi e costosi.

Coach

Fornisce indicazioni pratiche su come migliorare la geometria o il trattamento della superficie.

Il problema

Nei sistemi a fusione, i materiali che formano la parete interna sono esposti a flussi di particelle ad alta energia. Nel tempo questo porta a erosione, modifiche della rugosità e cambiamenti nelle proprietà superficiali. Prevedere come questi fenomeni evolvono è essenziale per progettare componenti più affidabili e duraturi.

Cosa facciamo

  • Applichiamo un metodo di simulazione che lavora su più scale:
  • Analizziamo le condizioni del plasma che raggiunge la superficie.
  • Simuliamo la risposta del materiale, fino al livello quasi atomico.

L’obiettivo è descrivere come la superficie si modifica nel tempo, con un modello coerente e verificabile.

Perchè è utile

  • Permette di stimare con anticipo quanto un materiale durerà in condizioni operative reali.
  • Aiuta a confrontare materiali diversi senza dover eseguire test lunghi e costosi.
  • Fornisce indicazioni pratiche su come migliorare la geometria o il trattamento della superficie.
 

Caso applicativo

Il metodo è stato testato su tungsteno esposto a plasma di idrogeno.
Sono state simulate sia l’erosione sia la variazione della morfologia superficiale nel tempo.
I risultati mostrano come piccoli cambiamenti locali possano, ciclo dopo ciclo, evolvere in una modifica misurabile della superficie

Risultato

Si ottiene una rappresentazione chiara di come la superficie cambia durante l’esposizione, con valori di rugosità e mappe topografiche aggiornate nel tempo.
Questo permette di collegare direttamente le condizioni operative del plasma con l’evoluzione del danno sul materiale.

 

A chi serve

  • Ricerca sulla fusione
  • Laboratori di materiali avanzati
  • Aziende che producono componenti esposti a plasmi o scariche
  • Centri di sperimentazione di dispositivi a vuoto o ad alta temperatura
 

Officine Leonardo

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