Caratterizzazione dell'interfaccia Mo/Cu e sviluppo del coating in Molibdeno per i componenti in rame di SPIDER Beam Source

SPIDER è la sorgente di ioni più potente al mondo, parte dell’iniettore di neutri MITICA, esperimento in scala reale del principale sistema di riscaldamento del plasma del progetto ITER. Questo progetto internazionale si pone come obiettivo la dimostrazione della fattibilità scientifica della fusione termonucleare autosostenuta sulla Terra, che si presenta come la soluzione a lungo termine alla crescente domanda di energia e alla necessità di ottenerla da fonti rinnovabili e con processi ad impatto ambientale trascurabile. ITER è il primo passo verso la realizzazione di impianti di potenza basati sulla fusione nucleare. Dopo tre anni e mezzo di sperimentazione nella ITER Neutral Beam Test Facility (NBTF) di Padova, SPIDER è stato smontato per essere studiato e apportare miglioramenti. A questo scopo, la presente tesi si concentra sullo studio delle componenti di rame con rivestimento in molibdeno realizzato con la tecnica della physical vapor deposition (PVD) al fine di proteggere i componenti dallo sputtering dei Back Streaming Positive Ions (BSI+). L’ottima qualità del coating è essenziale a un funzionamento prolungato nel tempo della sorgente come avverrà in MITICA. In collaborazione con l’Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l’Energia (ICMATE) sono state eseguite misure di rugosità, scratch test, analisi morfologiche e composizionali al microscopio a scansione elettronica di diversi campioni provenienti da due diverse aziende candidate alla realizzazione del rivestimento in molibdeno. Sono stati preparati anche dei campioni del Faraday Shield Lateral Wall della sorgente per valutare lo stato del rivestimento dopo l’esposizione alle condizioni operative. Sono state approfondite le tecniche di analisi tipiche della caratterizzazione dei rivestimenti sottili, le modalità di deposizione PVD e le metodologie di studio adottate in laboratorio.