Fusione nucleare, via alla progettazione della prima centrale

Iniziata la progettazione della prima centrale a fusione nucleare Demo che promette di produrre – intorno alla metà del secolo – 300-500 MW di energia elettrica, una quantità in grado di soddisfare i consumi annuali di circa 1,5 milioni di famiglie.

La fusione nucleare in Europa

L’annuncio è stato dato oggi a Bruxelles dal Consorzio Eurofusion, di cui fanno parte 21 organizzazioni italiane coordinate da Enea, tra cui Istituto per la scienza e tecnologia dei plasmi del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Istp) e Consorzio Rfx. L’annuncio è arrivato in occasione della conferenza di lancio di Horizon Eurofusion, il nuovo programma europeo di ricerca sulla fusione cofinanziato dalla Commissione europea tramite Euratom.

Il reattore Demo

Il reattore dimostrativo Demo sarà il successore dell’impianto sperimentale Iter, attualmente in costruzione nel sud della Francia, a Cadarache.

L’obiettivo degli scienziati è replicare sulla Terra la produzione di energia che arriva dal Sole e dalle stelle, una energia pulita e inesauribile.

Nel Sole e nelle stelle, il processo di fusione dei nuclei di idrogeno produce infatti elio e libera energia, il cui irraggiamento consente la vita sulla Terra. Scienziati di tutto il mondo stanno quindi lavorando per replicare reazioni analoghe con isotopi di idrogeno, che fondendosi rilasciano un’enorme quantità di energia. Lo scopo della ricerca è realizzare impianti nucleari a fusione per la produzione di energia elettrica su larga scala, sicura, a costi competitivi e nel rispetto dell’ambiente.

In termini di resa, a parità di quantità, gli scienziati indicano che la fusione genererà circa 4 milioni di volte più energia rispetto a quella prodotta bruciando carbone, petrolio o gas.

Dunque l’annuncio di oggi è stato accolto con particolare favore dalla comunità scientifica anche italiana. “Si tratta di un passo importante che traghetterà la ricerca sulla fusione da un ambito puramente sperimentale alla produzione vera e propria di energia elettrica. Per farlo Demo dovrà adottare le più avanzate tecnologie per controllare il plasma e generare elettricità in modo sicuro e continuo operando con un ciclo del combustibile chiuso” sottolinea Alessandro Dodaro, direttore del Dipartimento Enea di Fusione e tecnologie per la sicurezza nucleare. “A questo scopo – aggiunge Dodaro – stiamo realizzando, con i nostri partner, il super laboratorio Divertor Tokamak Test (Dtt) presso il Centro Ricerche di Frascati. Qui testeremo nuove e diverse configurazioni e materiali per il divertore, il dispositivo che avrà il compito di smaltire il calore residuo all’interno dei reattori a fusione con flussi di potenza superiori a 10 milioni di Watt per metro quadrato, confrontabili a quelli della superficie del Sole”.

Per Daniela Farina, direttrice dell’Istituto per la scienza e tecnologia dei plasmi del Cnr, “questo passo conferma la roadmap europea che si pone come scopo la produzione di energia elettrica da reazioni di fusione”. “Per conseguire questo obiettivo con successo è importante che la ricerca della comunità scientifica prosegua attivamente sui temi scientifici e tecnologici tuttora aperti in un’ottica più ampia possibile, sui quali il Cnr sta lavorando in sinergia con gli altri enti e istituzioni italiani e nel quadro di una straordinaria collaborazione mondiale. È uno sforzo globale che non può attuarsi senza un sostegno convinto nel lungo termine” afferma Farina.

“La decisione di sviluppare il progetto di Demo, un reattore a fusione dimostrativo in Europa, è il naturale sviluppo del costante impegno europeo, da sempre all’avanguardia a livello globale, nella promozione della ricerca di risorse energetiche a basso impatto ambientale di cui la fusione dell’idrogeno rappresenta uno degli ingredienti del paniere di fonti rinnovabili ed eco-sostenibili” sottolinea Piergiorgio Sonato, presidente del Consorzio Rfx, i cui soci sono Cnr, Enea, Infn, Università degli Studi di Padova ed Acciaierie Venete.

Il risultato record di Eurofusion

L’annuncio di Demo arriva dopo il risultato record ottenuto da Eurofusion presso l’impianto europeo Jet (Joint European Torus) a Culham, nel Regno Unito, che ha prodotto 59 megajoule2 di energia totale da fusione utilizzando lo stesso mix di combustibili di deuterio-trizio (plasma) che sarà impiegato in Iter, in Demo e nelle future centrali elettriche a fusione.

Il record è stato possibile creando e sostenendo plasmi stabili in grado di generare elevati valori di potenza di fusione, circa 11 MW, per 5 secondi, a fronte di circa 33 MW di potenza di riscaldamento immessa dall’esterno.

Il Consorzio Eurofusion coordina le attività di ricerca europee nel campo dell’energia da fusione in linea con la roadmap Ue. La sua rete comprende circa 4.800 scienziati provenienti da istituzioni di 29 Stati (26 membri Ue, Svizzera, Regno Unito e Ucraina). Eurofusion può contare su un finanziamento di oltre 1 miliardo di euro per gli anni 2021-2025 (Second Grant), che comprende un contributo Euratom di oltre 550 milioni di euro. L’Italia, secondo partner più importante del Consorzio dopo la Germania, riceverà il 16% del contributo europeo, pari a circa 90 milioni di euro.