Un importante passo in avanti per la fusione nucleare
I risultati record e i dati scientifici ottenuti durante una campagna sperimentale portata avanti in Europa, confermano la potenzialità della fusione come fonte sicura, efficiente e a basso impatto ambientale per combattere la crisi energetica globale.
Come è stato riportato dalla stampa con grande enfasi, i fisici e gli ingegneri di EUROfusion hanno ottenuto dei risultati record, a dimostrazione delle potenzialità della fusione nella produzione di energia. Nell’impianto europeo JET (Joint European Torus), l’esperimento leader a livello mondiale situato a Culham (Regno Unito) presso la UK Atomic Energy Authority (Ukaea), sono stati infatti prodotti 59 megajoule di energia, un valore pienamente in linea con le previsioni teoriche e che conferma le motivazioni alla base del progetto ITER per garantire energia sicura, sostenibile e a bassa emissione di CO2. Il livello di energia ottenuto a Culham raddoppia e supera il precedente record di 21,7 megajoule stabilito nel 1997 sempre al JET, il più grande e potente tokamak in funzione al mondo. È il risultato di una campagna sperimentale, progettata da EUROfusion, per mettere a frutto oltre due decenni di progressi nella fusione. Cofinanziato dalla Commissione Europea, il consorzio EUROfusion vede la partecipazione di 4.800 tra esperti, studenti e personale in staff da tutta Europa, con una forte presenza di ricercatori italiani.
ITER: il fratello maggiore di JET
Il record e i dati scientifici ottenuti durante questa campagna sperimentale sono una grande conferma per il successo di ITER, la versione più grande e avanzata di JET. ITER è un progetto di ricerca sulla fusione in corso di realizzazione a Cadarache, nel sud della Francia, sostenuto da sette partner (Cina, Ue, India, Giappone, Corea del Sud, Russia e Stati Uniti), che mira a dimostrare la fattibilità tecnica e scientifica dell’energia da fusione. Proprio mentre aumenta a livello globale la richiesta di affrontare efficacemente gli effetti del cambiamento climatico attraverso la decarbonizzazione della produzione di energia, questo successo rappresenta un grande passo avanti sulla strada verso la fusione quale fonte sicura, efficiente e a basso impatto ambientale per combattere la crisi energetica globale.
Verso la produzione di energia abbondante ed eco-sostenibile
I risultati 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 cruciale verso la produzione in futuro di energia abbondante ed eco-sostenibile. 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. Durante questo esperimento, JET ha raggiunto una potenza di fusione media (ovvero, energia prodotta per secondo) di circa 11 megawatt (megajoule per secondo). Un processo di reazione di fusione in deuterio e trizio, sostenuto a questo livello di potenza (prossima alla scala industriale) rappresenta una conferma per tutti coloro che sono impegnati nella ricerca sulla fusione a livello globale. Il record ottenuto mostra che siamo sulla strada giusta verso un mondo futuro in cui l’energia da fusione giocherà un ruolo importante. Se si riuscirà a mantenere la fusione per cinque secondi, si potrà farlo per cinque minuti e poi per cinque ore. L’esperienza sperimentale acquisita in condizioni reali dà grande fiducia per la prossima fase di esperimenti previsti su ITER e su DEMO, il reattore dimostrativo europeo, progettato per immettere elettricità da fusione in rete.
I vantaggi della fusione termonucleare
La ricerca sulla fusione mira a ottenere una nuova fonte di energia a basse emissioni di carbonio su larga scala. La fusione è il processo che alimenta le stelle, come il nostro Sole, e promette nel lungo termine di essere una fonte di elettricità quasi illimitata, utilizzando piccole quantità di combustibile reperibili ovunque sulla Terra, da materie prime poco costose. Quando atomi leggeri si fondono insieme per formare atomi più pesanti, si genera una grande quantità di energia. Per fare ciò, si riscaldano pochi grammi di idrogeno a temperature estreme, formando un plasma in cui avvengono reazioni di fusione. L’impianto a fusione commerciale utilizzerà l’energia prodotta da reazioni di fusione per generare elettricità. Il processo di fusione unisce, fino a fondersi ad altissima temperatura, nuclei di elementi leggeri come l’idrogeno, che si trasformano in elio, rilasciando una quantità enorme di energia sotto forma di calore. La fusione è intrinsecamente sicura perché per sua natura non può innescare processi incontrollati. L’esperimento a fusione JET (in grado di generare plasmi che raggiungono temperature di 150 milioni di gradi Celsius, dieci volte la temperatura al centro del Sole) è un banco di prova di importanza vitale per ITER, uno dei progetti di collaborazione più grandi della storia. JET può raggiungere condizioni simili a quelle di ITER e dei futuri reattori a fusione, ed è l’unico tokamak in funzione nel mondo a usare come combustibile il mix di deuterio e trizio (D-T), isotopi dell’idrogeno, previsto per questi impianti. La fusione termonucleare ha un’enorme potenzialità come fonte di energia a bassa emissione di carbonio. È eco-sostenibile e sicura, e il combustibile che utilizza è abbondante e sostenibile. In termini di resa, a parità di quantità, la fusione genererà circa 4 milioni di volte più energia rispetto a quella prodotta bruciando carbone, petrolio o gas.
Un consorzio per immettere in rete elettricità da reazioni di fusione
Il già citato EUROfusion è un consorzio composto da 30 organizzazioni di ricerca e, dietro di esse, da circa 150 entità affiliate, incluse università e aziende, di 25 Paesi Membri dell’Ue, del Regno Unito, della Svizzera e dell’Ucraina. Insieme, lavorano per la realizzazione di un impianto in grado di produrre e immettere in rete elettricità da reazioni di fusione in linea con la European Research Roadmap to the Realisation of Fusion Energy. Il programma di EUROfusion ha due obiettivi: preparare la sperimentazione di ITER e sviluppare le soluzioni tecnologiche per il futuro impianto a fusione dimostrativo europeo DEMO. Intanto, lo scorso febbraio il Consiglio europeo ha adottato una decisione che garantisce il proseguimento del finanziamento europeo del progetto ITER durante il periodo del quadro finanziario pluriennale (QFP) 2021-2027. Il contributo indicativo europeo al progetto per il periodo 2021-2027 è fissato a 5,61 miliardi di euro a prezzi correnti. L’accordo sul reattore ITER è stato firmato nel novembre 2006 da Euratom, Stati Uniti, Federazione russa, Giappone, Cina, Corea del Sud e India. Euratom, che in forza dell’accordo ITER è la parte ospitante, ha assunto la guida del progetto. Tale progetto internazionale di energia da fusione è il primo a lungo termine per la costruzione e il funzionamento di un reattore destinato a testare la fattibilità della fusione come fonte di energia. Secondo le stime della Commissione, la realizzazione del primo plasma avverrà probabilmente nel dicembre 2025, con la piena operatività prevista per il 2035. Si prevede che l’energia da fusione come fonte energetica commercialmente valida non produca elettricità prima del 2050.