È un nuovo importante passo in avanti verso la fusione nucleare, la produzione di energia “pulita” che, se realizzata, potrebbe risolvere molti problemi legati anche al riscaldamento globale. Arriva dall’Inghilterra, dove al Jet (Joint European Torus) di Oxford, l’esperimento europeo di fusione termonucleare, attualmente più grande al mondo, si è ottenuto un nuovo record: 59 megajoule di energia di fusione prodotta. L’ultimo tentativo risale a 25 anni fa, sempre nel tokamak (la “ciambella” all’interno della quale vengono create le condizioni per la fusione nucleare) del Jet, quando si erano stati prodotti 22 megajoule.
Non abbiamo ancora davanti agli occhi il salto tecnologico di un reattore a fusione, perché l’energia immessa è stata maggiore di quella ottenuta, quindi il sistema non è ancora vantaggioso. Ma secondo gli scienziati del team di ricerca europeo, tra cui diversi italiani, è in qualche modo un passaggio obbligato. Al Jet, infatti, sono state ricreate, più in piccolo, le condizioni e la tecnologia che saranno utilizzate per l’Iter reattore sperimentale (International thermonuclear experimental reactor), in costruzione a Cadarache, vicino a Marsiglia.
“Per produrre energia netta, ovvero per rilasciare più energia di quella fornita dai sistemi di riscaldamento, l’impianto sperimentale è troppo piccolo. E questo non sarà possibile fino a quando l’esperimento Iter su larga scala nel sud della Francia non sarà in rete” spiegano gli scienziati nella nota che accompagna l’annuncio.
Nel cuore di una stella
Per ottenere le condizioni per la fusione nucleare, è necessario riscaldare il combustibile dentro la camera di fusione, il tokamak, un ambiente a forma di “ciambella”. Serve raggiungere qualcosa come 100 milioni di gradi di temperatura, molto più alta di quella dentro al cuore di una stella, affinché il plasma (lo stato della materia in cui gli elettroni e nuclei degli atomi vagano liberi, sciolti dai rispettivi legami) abbia le condizioni giuste per favorire la fusione dei nuclei e, così facendo, liberare immense quantità di calore. Il combustibile usato è quello composto da deuterio e trizio, due isotopi dell’idrogeno. Lo stesso che verrà usato in Iter e nelle future centrali nucleari e che fu usato anche nel 1997 ma con prestazioni molto inferiori. Il vantaggio è quello di poter produrre energia in quantità elevatissime, da trasformare in elettricità, con pochissimo carburante.
Una volta riscaldato, il plasma è però instabile, e va “guidato” attraverso enormi elettromagneti affinché la fusione nucleare continui. Quelli del Jet (un impianto che lavora da quasi 40 anni hanno lavorato per cinque secondi, consentendo di sviluppare 11 megawatt. Quelli di Iter, secondo gli scienziati, che contano su un sistema di raffreddamento criogenico, saranno in grado di mantenere il campo magnetico richiesto indefinitamente. In più, una volta stabilizzato il plasma, in determinate condizioni, la fusione non avrebbe più bisogno di riscaldamento dall’esterno, con un vantaggio in termini di costi e anche di produzione di CO2.
Osservatorio clima – Visto da vicino
L’Europa e il Sacro Graal della fusione nucleare
di
Umberto Minopoli
Il Jet è operato dal consorzio europeo per lo sviluppo della fusione nucleare, Eurofusion, di cui l’Italia è il secondo partner più importante dopo la Germania.
“Il nuovo record stabilito a Oxford ha permesso di sviluppare una migliore conoscenza dei plasmi in regimi avanzati e nuove diagnostiche all’avanguardia che consentono di comprendere il comportamento della fusione del plasma in condizioni reattoristiche a un livello di dettaglio non possibile con gli esperimenti precedenti e in regimi stazionari per tempi lunghi – spiega Alessandro Dodaro, Direttore del Dipartimento Fusione e tecnologie per la sicurezza nucleare di Enea e Program manager del gruppo di ricerca italiano in ambito EuroFusion – si tratta di un’importante conferma per le operazioni in Iter che dovrà produrre fino a 500 megawatt di potenza di fusione, con un guadagno di potenza fino a 10, per durate da decine di minuti fino alle ore”.
L’Europa ha una roadmap, un percorso a tappe che dovrà portare, nei prossimi anni, alla creazione di una centrale elettrica dimostrativa (Demo) per immettere energia in rete.
“Per l’attuazione della Roadmap europea, EuroFusion ha ottenuto un finanziamento di circa 550 milioni di euro dalla Commissione europea per gli anni 2021-2025, di cui 90 milioni per le attività del gruppo di ricerca italiano coordinato da Enea – scrive l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie in un comunicato stampa – che vede la partecipazione di ventuno partner, tra università, enti di ricerca e industrie. Uno dei principali contributi dell’Italia sarà il nuovo esperimento Dtt (Divertor tokamak test), in costruzione presso il centro Enea di Frascati nell’ambito di un consorzio tra Enea, Eni, Infn, Create, Cnr e alcune università italiane, finalizzato allo studio delle soluzioni tecnologiche per lo smaltimento della potenza di fusione per Demo”.
“Orgoglio italiano per risultato importante”
“Il risultato ottenuto dal Jet conferma e rafforza il nostro impegno per il progetto Iter e per lo sviluppo dell’energia da fusione nell’ambito dello sforzo comune europeo – ha detto Gilberto Dialuce, Presidente dell’Enea – e siamo particolarmente orgogliosi dei nostri ricercatori che hanno lavorato alla preparazione e all’esecuzione degli esperimenti e all’analisi dei dati coordinando anche il team europeo che ha studiato gli aspetti tecnologici delle operazioni in deuterio-trizio, fondamentali in vista del progetto Iter, in via di realizzazione in Francia. Questo contributo si colloca nel solco di una lunga tradizione che ha visto Enea tra i maggiori e più qualificati contributori di Jet sin dall’inizio, con propri scienziati che hanno ricoperto ruoli di leadership scientifica e di direzione dell’intero progetto”.
“I risultati che oggi vengono annunciati attestano il raggiungimento di un obiettivo estremamente importante, la conferma sperimentale su Jet che in una configurazione tokamak è possibile ottenere elettricità da fusione, e sono un passo importante verso la produzione in futuro di energia abbondante ed eco-sostenibile – ha sottolineato Maria Chiara Carrozza, ex ministra della Ricerca e ora presidente del Cnr – il record di 59 megajoule di energia da fusione ottenuto su Jet è un successo tutto europeo, un risultato chiave che dà forza a Iter e alla Roadmap europea sulla fusione. Il Consiglio nazionale delle ricerche svolge ricerche sulla fusione fin dagli anni ’60, pienamente inserito nel Programma europeo, e ha contribuito a questo successo principalmente con l’attività dell’Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi – Cnr-Istp – e con la partecipazione al Consorzio Rfx, conducendo esperimenti su temi chiave dei plasmi igniti e implementando essenziali sistemi diagnostici”.
Energia
Jeff Bezos punta sulla fusione nucleare e finanzia un impianto in Inghilterra
di
Anna Dichiarante
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[email protected] (Redazione di Green and Blue) , 2022-02-09 13:30:00 ,
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