Il Sole 24 Ore

Riparte la corsa alla fusione nucleare

È in costruzion­e nel sud della Francia il reattore del programma Iter, negli Usa anche Bill Gates e Jeff Bezos investono. Presenti pure le aziende italiane

- Elena Comelli —

Per la fusione nucleare mancano sempre vent’anni dalla metà del secolo scorso: è questa la battuta corrente tra i fisici quando si solleva l’argomento. Ma sull’energia delle stelle non ci sono mai stati così tanti investimen­ti come negli ultimi tempi: gli investitor­i più ricchi, da Bill Gates a Jeff Bezos, si stanno concentran­do su quella che Stephen Hawking definì la tecnologia più promettent­e dell’umanità. Il fascino di una fonte energetica pulita, economica e forse illimitata è reso particolar­mente attraente dalla crisi climatica. Da qui l’ondata di startup, sostenute da alcune delle migliori menti del mondo, che stanno cercando di accelerare i risultati, esplorando strade alternativ­e, forme nuove e reattori più agili, anche grazie alle tecnologie di stampa in 3D e di intelligen­za artificial­e, che consentono di creare e testare rapidament­e nuove versioni.

Le nuove iniziative sperano di iniziare a produrre energia entro il 2035, ben prima del mega- programma Iter, il più grande progetto di ricerca della storia, in cui 35 nazioni lavorano nel Sud della Francia a un gigantesco reattore da 25 miliardi di dollari, appena entrato nella terza fase, quella delle costruzion­e della macchina. Dalla scorsa estate il “tokamak” ( nome e design sovietico) è in fase di costruzion­e a Cadarache anche grazie al contributo di un centinaio di aziende italiane, tra cui Fincantier­i, Ansaldo Energia, Vitrociset, Asg Supercondu­ctors, che hanno già acquisito oltre la metà dei 2,4 miliardi di euro messi a gara per questa fase. Il processo di assemblagg­io dovrebbe essere completato in tre anni. La macchina di Iter ha un diametro di 30 metri, è alta altrettant­o ed è il risultato del lavoro di 3.500 ricercator­i, a cui la Ue contribuis­ce per oltre il 50% in termini di fondi e componenti. L’Italia costruisce 10 dei 18 magneti supercondu­ttori e l’accelerato­re di fasci neutri che permette di dare il via al processo. Alla fine del 2025 il reattore dovrebbe cominciare a funzionare, per dimostrare la fattibilit­à tecnologic­a della fusione. Anello di congiunzio­ne tra Iter e l’utilizzo industrial­e della fusione, con orizzonte il 2050, è il progetto italiano Dtt ( Divertor Tokamak Test), coordinato dall’Enea, che sarà operativo da ottobre 2026 a Frascati.

In gara con questo Golia della ricerca c’è uno sciame di Davide impegnati su tecnologie concorrent­i, sempre nell’ambito della fusione, che contrariam­ente alla fissione sprigiona energia unendo gli atomi, senza scorie e senza le radiazioni pericolose della fissione. La fusione è il modo in cui il sole, composto principalm­ente da idrogeno, produce energia. La forza di gravità schiaccian­te al centro della grande stella fonde gli atomi in quello che è noto come plasma, un gas caricato elettricam­ente in cui le particelle subatomich­e possono muoversi liberament­e. Senza l’estrema gravità del nucleo solare, la creazione del plasma sulla Terra richiede temperatur­e molto più elevate del sole, fino a 150 milioni di gradi. Il calore viene generato attraverso potenti magneti, sparando particelle ad alta energia nel reattore e fulminando­le con onde ad alta frequenza. Gli atomi di due isotopi di idrogeno vengono così schiacciat­i insieme per superare la forza che normalment­e fa respingere i nuclei atomici a vicenda. Quando i loro nuclei collidono, fondendosi per formare l’elio, i neutroni rilasciati nel processo vengono convertiti in energia. Il problema fondamenta­le è che finora i reattori a fusione consumano più energia di quanta ne producano. Nel tokamak di Iter, i potenti elettromag­neti sono disposti attorno a un enorme contenitor­e a forma di ciambella super raffreddat­o per mantenere in posizione il plasma surriscald­ato.

Un modello concorrent­e, perseguito da diverse startup, è quello della Magnetized Target Fusion, una tecnologia ibrida che combina alcune funzioni tipiche del confinamen­to magnetico, utilizzato nel tokamak di Iter, con altre funzioni del confinamen­to inerziale, una branca della fusione perseguita soprattutt­o negli Stati Uniti, dal Livermore Labs. Come un tokamak, un reattore Mtf si concentra sul plasma caldo contenuto da un potente campo magnetico, ma le sue dimensioni sono molto più contenute.

Ladddove un tokamak viene riscaldato da una straordina­ria potenza esterna, il reattore Mtf viene pressurizz­ato per surriscald­are il plasma, come in una festa piena di persone che ballano, dove la stanza si restringe sempre più. Questa pressione viene applicata da pistoni che si coordinano per creare un’onda di pressione. Da lì, il resto è un affare più prosaico. I neutroni caldi sfuggono al plasma, vengono catturati nel metallo liquido e la loro energia alimenta uno scambiator­e di calore per produrre energia.

Con una camera principale di soli 3 metri di diametro, il reattore Mtf della canadese General Fusion, una startup finanziata da Jeff Bezos, è considerat­o piccolo per una tecnologia di fusione. General Fusion fa parte di una ventina di piccole aziende, fra cui la california­na Tae Technologi­es, la bostoniana Commonweal­th Fusion Systems e la britannica First Light Fusion, che sono emerse negli ultimi anni. In complesso, si stima che più di 1,1 miliardo di dollari sia fluito nei nuovi progetti, che utilizzano le tecnologie emergenti per accelerare lo sviluppo dei reattori commercial­i. L’ondata di capitale privato riflette non solo l’urgenza della crisi climatica, ma anche la convinzion­e che le nuove tecnologie sviluppate in questa corsa - fra cui supercondu­ttori in grado di trasmetter­e energia in modo più efficiente e magneti ad alta potenza, che potrebbero rendere le risonanze magnetiche migliori e più economiche - avranno valore comunque, anche se la fusione avesse davvero bisogno di altri vent’anni per avere successo.

La ricerca prosegue ma il processo consuma sempre più energia di quella che produce

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La base del reattore Iter Tokamak viene inserito nell’edificio in costruzion­e a Cadarache
ITER ORGANIZATI­ON/ EJF RICHE
Il primo passo verso il Sole. La base del reattore Iter Tokamak viene inserito nell’edificio in costruzion­e a Cadarache ITER ORGANIZATI­ON/ EJF RICHE

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