29 Ago L’Epopea della Fusione Nucleare
Il progetto ITER International Thermonuclear Experimental Reactor in via di realizzazione nel sud della Francia nonostante ritardi e aumenti di budget rimane una opzione chiave del nostro futuro energetico.
Il 1° luglio di quest’anno in occasione della consegna di diciannove componenti essenziali per il completamento dei magneti superconduttori di ITER il Direttore generale Pietro Barabaschi ha annunciato un ulteriore slittamento di quattro anni della sua entrata in funzione e la necessità di un finanziamento di ulteriori 5 miliardi di dollari per completare il progetto. Una dichiarazione che non ha sorpreso gli addetti ai lavori poiché è un progetto di lungo periodo destinato a porre delle solide basi tecnologiche e concettuali per la produzione di energia da fusione nucleare con impianti di nuova generazione entro la metà del secolo collettivamente indicati con il nome progettuale di Demo.
Agli inizi era stato concepito come un progetto unico, ma nel corso degli anni si è trasformato e si è moltiplicato in una serie di modelli differenti che verranno costruiti dai singoli membri del Consorzio di ITER. In tutti i casi non si prevede l’entrata in servizio operativo di un reattore di questo tipo prima del 2045-2050. Questi sono i concetti di fondo sui quali è nato nel 2006 il progetto ITER che data la sua complessità scientifico tecnologica ha richiesto la collaborazione di trentatré paesi partecipanti al consorzio. ITER è la punta avanzata operativa che ha il compito di affrontare alcune sfide tecnologiche cruciali per potere arrivare a questi obbiettivi, è il primo passo di un lungo work in progress e non l’approdo conclusivo alla produzione di energia da fusione. Al momento sul medio periodo non ci sono alternative credibili a questo schema operativo. ITER è l’epopea dell’età contemporanea perché si muove con immaginazione e coraggio ai confini delle attuali conoscenze tecnologiche.
È la più grande impresa mai realizzata, più complessa del progetto Manhattan che ha sperimentato e costruito la prima bomba atomica, del progetto Apollo per la conquista della Luna e della messa in orbita della Stazione Spaziale Internazionale. L’unico termine di paragone possibile è il progetto e la realizzazione del James Webb Space Telescope. Si pensava che sarebbe stato necessario un decennio per realizzarlo al costo di un miliardo di dollari. In realtà ci sono voluti vent’anni con un investimento dieci volte superiore prima di posizionarlo nello spazio dove ha iniziato a sorprendere gli astronomi con la qualità delle immagini che invia a terra.
ITER è il più grande e potente dispositivo di fusione nucleare mai concepito e nelle intenzioni dei suoi progettisti dovrebbe diventare la macchina in grado di dimostrare in termini conclusivi che questo tipo di approccio al nucleare a basso impatto ambientale è realizzabile. Il segno della sua rilevanza sul piano scientifico e tecnologico è la partecipazione alla sua costruzione di trentatré paesi i ventisette dell’Europa con la Cina, la Russia, il Giappone, L’India, la Corea del Sud e gli Stati Uniti. Paesi che nonostante il clima politico internazionale sia profondamente mutato hanno rinnovato il loro impegno.
La fusione nucleare è l’energia che alimenta le stelle e il Sole. Nel loro nucleo in condizioni estreme di gravità e di temperatura i nuclei di idrogeno che è il loro principale componente collidono e si trasformano in elio liberando una enorme quantità di energia secondo la formula di Einstein della trasformazione della massa in energia. Gli esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che la reazione di fusione più efficiente è quella che avviene fra due isotopi dell’idrogeno: il deuterio e il trizio.
Il cuore di ITER è il Tokamak una enorme ciambella dentro la quale in condizioni di pressione e temperature che riproducono l’interno del nucleo delle stelle avviene la fusione dei nuclei di deuterio e di trizio il processo alla base della produzione di energia. In quelle condizioni ambientali estreme si forma del plasma, particelle elementari cariche elettricamente, che viene controllato all’interno del Tokamak per evitare che venga a contatto con le sue pareti. Un confinamento spaziale prodotto da un potente campo magnetico generato da magneti di una potenza mai prima utilizzata in altri impianti.
ITER è un gigantesco laboratorio sperimentale che deve dare risposte operative ad alcune questioni che sono cruciali per la progettazione dei futuri impianti di produzione a cura dei singoli paesi del Consorzio. Paradossalmente la prima risposta che si aspettano gli addetti ai lavori è che si riesca a produrre in quantità sufficienti di trizio uno dei due combustibili dell’impianto. Sulla Terra è un elemento estremamente raro, si calcola 1 atomo contro 1018 atomi di idrogeno, quantità decisamente al di sotto del bisogno. A seguire il plasma di nuclei atomici dentro il tokamak deve essere stabile per un lungo periodo. Infine bisogna produrre una quantità di energia che sia almeno un multiplo di 10 rispetto a quella utilizzata per fare funzionare l’impianto. Sono tutte condizioni limite sulle quali non c’è attualmente chiarezza sul piano operativo, ma sono preliminari ad ogni avanzamento futuro della sfida industriale della fusione nucleare.
“Questi sono i termini concreti su cui si sta muovendo il progetto ITER oltre alcune semplificazioni dei media ed inutile illudersi: la fusione nucleare non può arrivare in tempo per risolvere i problemi di energia di breve periodo del nostro pianeta” ha dichiarato Barabaschi “Mi aspetto però che quando questa forma pulita di utilizzo delle immense risorse racchiuse nel nucleo dell’atomo diventerà disponibile a livello industriale grazie all’impulso concettuale di ITER, sarà un evento che farà la differenza per le nostre società perché l’energia è una delle condizioni necessarie per vincere le sfide che dovremo affrontare in questo secolo”.
