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Usa, svolta nella fusione nucleare. La Ue: “Ora investire”
Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha dichiarato che annuncerà presto una “importante svolta scientifica” legata alla ricerca sulla fusione nucleare.
Lo riferiscono alcuni media statunitensi. Come riferito dal Financial Times, gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory (Llnl) con sede in California hanno ottenuto un “guadagno netto di energia” da un reattore a fusione sperimentale.
Si tratta della prima volta in cui una reazione di fusione ha prodotto più energia di quella necessaria per attivare il processo. Un passo che potrebbe rivelarsi fondamentale per la ricerca di energia a zero emissioni di carbonio. La reazione di fusione che ha prodotto un guadagno netto di energia del 120% si è verificata nelle ultime due settimane, ha scritto il Financial Times, citando tre persone a conoscenza dei risultati preliminari.
Secondo il Washington Post, si tratta di una “pietra miliare” nella ricerca di energia “illimitata, pulita ed economica”. “Per la maggior parte di noi, questa era solo una questione di tempo”, ha spiegato al Wp uno scienziato, esperto di fusione nucleare.
Ue, von der Leyen: “Necessità di investire è forte”
«Guardiamo con molto interesse ai passi in avanti che sono stati comunicati» negli Usa «sulla fusione nucleare e che sono basati su un percorso tecnologico differente da Iter», ovvero dal progetto di ricerca al quale partecipano anche diversi Paesi Ue, ma «dimostrano che la necessità di investire nella fusione nucleare è forte e questo chiaramente riguarda Iter, il progetto che include gli Stati Uniti come parte integrante». Lo ha dichiarato la presidente della Commissione europea, Ursula von der Leyen, nella conferenza stampa con Fatih Birol, direttore esecutivo dell’Agenzia internazionale dell’energia. «Abbiamo bisogno di approcci differenti per garantirci questa energia pulita nel futuro, ma i progressi sono molto interessanti e vale la pena intensificare il lavoro e la ricerca sulla fusione», ha concluso von der Leyen.
Fusione nucleare, speranza per energia pulita: ecco cos’è
La fusione nucleare è considerata attualmente una delle possibilità utili per garantire una fonte di energia di larga scala, sicura, pulita e praticamente inesauribile. Si tratta di una reazione nucleare, come si legge sul sito del ministero dell’Ambiente, che avviene nel Sole e nelle altre stelle, che produce una enorme quantità di energia: due nuclei di elementi leggeri, quali deuterio e trizio, a temperature e pressioni elevate, fondono formando nuclei di elementi più pesanti come l’elio con emissione di grandi quantità di energia.
Per ottenere in laboratorio reazioni di fusione è necessario portare una miscela di deuterio e trizio a temperature elevatissime (100 milioni di gradi) per tempi sufficientemente lunghi. A temperature molto alte le singole particelle di un gas tendono a dissociarsi negli elementi costitutivi (ioni ed elettroni) e il gas si trasforma in una miscela di particelle cariche, cioè un plasma che è il principale costituente delle stelle. Nel Sole, che ha una temperatura interna di 14 milioni di gradi, la reazione di fusione di nuclei di idrogeno (reazione protone-protone) è responsabile di gran parte dell’energia che giunge fino a noi sotto forma di calore e di luce.
La fusione controllata e il confinamento magnetico
Per ottenere in laboratorio la fusione controllata, con un bilancio energetico positivo, è necessario riscaldare un plasma di deuterio-trizio a temperature molto più alte (100 milioni di gradi), mantenendolo confinato in uno spazio limitato per un tempo sufficiente a che l’energia liberata dalle reazioni di fusione possa compensare sia le perdite, sia l’energia usata per produrlo.
A temperature così elevate il problema diventa come confinare il plasma: non esistendo in natura recipienti che possano resistere in queste condizioni si deve ricorrere al confinamento magnetico. Le particelle sono costrette a seguire traiettorie a spirale intorno alle linee di forza del campo mantenendosi lontano dalle pareti del recipiente: il plasma caldo è racchiuso in una camera a vuoto, e una opportuna configurazione di campi magnetici esterni e/o prodotti da correnti circolanti nel plasma impedisce il contatto con le pareti.
Il Tokamak, si legge ancora sul sito del ministero, è un esempio di recipiente per il plasma: è un dispositivo di forma toroidale caratterizzato da un involucro cavo, la “ciambella”, in cui il plasma è confinato mediante un campo magnetico con linee di forza a spirale. La Roadmap europea verso l’elettricità da fusione prevede per la seconda metà del secolo la realizzazione del primo reattore che immetta energia elettrica nella rete.
L’Italia e la ricerca sulla fusione
Come spiega l’Enea, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, l’Italia è tra i pionieri della ricerca sulla fusione. Le attività, avviate già alla fine degli anni 50, si sono evolute verso un complesso sistema di fisica, tecnologia e ingegneria che vede l’Enea come protagonista e come coordinatore del programma nazionale. Tale programma, con un budget medio annuale di circa 60 milioni di euro, vede impegnati circa 600 tra ricercatori e tecnologi di Enea, del Cnr del Consorzio Rfx e di molte Università e Consorzi Universitari nello sviluppo di competenze di eccellenza di assoluto rilievo in ambito mondiale.
La ricerca sulla fusione in Eneasi concentra in particolare sul confinamento magnetico, con attivitá relative sia alla fisica dei plasmi sia allo sviluppo di tecnologie di rilevanza reattoristica, ma include anche attivitá sul confinamento inerziale. Le attività vengono svolte nel quadro del programma Euratom per la fusione che coinvolge i Paesi dell’Unione Europea e la Svizzera, e attraverso collaborazioni con numerosi Istituti e Universitá a livello internazionale.
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