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Alla fine del 2021, il più grande reattore a fusione nucleare del mondo ha generato una quantità record di energia. In cinque secondi, il Joint European Taurus Fusion Experiment (JET) ha prodotto 59 megajoule di energia termica, equivalenti al consumo di elettricità di una famiglia di due persone in due giorni. Si è trattato di una pietra miliare in EUROfusion, il programma di ricerca europeo sulla fusione nucleare per la produzione di energia.
EUROfusion è stata fondata nel 2014 per riunire la ricerca europea sulla fusione nucleare. Obiettivo: produrre elettricità attraverso la fusione nucleare, una fonte di energia solare. I reattori a fusione possono essere fonti di energia sostenibili e stabili e sono più sicuri degli attuali reattori a fissione nucleare. Sebbene esperimenti come JET abbiano dimostrato che la fusione controllata è possibile, non sono stati in grado di generare più energia di quella necessaria per avviare la reazione. Ciò dovrebbe essere possibile con ITER, un reattore sperimentale a fusione nucleare più grande attualmente in costruzione nel sud della Francia, al quale è coinvolta anche EUROfusion.
Sebbene ITER non sia ancora operativo, il JET verrà chiuso alla fine di quest’anno dopo quarant’anni di fedele servizio. Allo stesso tempo, Tony Doni lascerà la sua posizione di Direttore del Programma di EUROfusion, posizione che ha ricoperto fin dalla sua fondazione. “Questo tempismo è puramente casuale.” In una conferenza al Dever Energy Institute di Eindhoven, Doni e il suo successore Ambrogio Fasoli guardano al passato e al futuro.
Si dice spesso che la fusione nucleare come fonte di energia richiederà quarant’anni e sarà sempre così. La centrale a fusione sarà sempre il sogno del futuro?
Doné: “La mia opinione è che possiamo realizzare la fusione come fonte di energia se la trattiamo come il Progetto Manhattan”. [waarbinnen de VS tijdens de Tweede Wereldoorlog de atoombom ontwikkelden]. Con un team centrale, un budget sufficiente e una configurazione adeguata. La scorsa settimana ero in Cina e lì è successo qualcosa di simile. Stanno costruendo un reattore a fusione sperimentale simile a ITER, ma leggermente più piccolo. Sono convinto che ci riuscirà tra quattro o cinque anni. Possiamo farlo anche in Europa. Siamo ancora pionieri”.
Fasoli: “In questo momento la questione non è se, ma quando. Se tutti i partner europei unissero le forze, compresa l’industria, ciò potrebbe essere realizzato entro vent’anni.
Quali sono le maggiori sfide nella costruzione di una centrale elettrica a fusione?
Donet: “Non disponiamo ancora di materiali per le pareti dei reattori resistenti alle radiazioni emesse durante le reazioni di fusione. Pertanto i materiali esistenti si deteriorano e quindi devono essere sostituiti più spesso. Ci vorranno almeno altri dieci o quindici anni per sviluppare e testare materiali migliori. Abbiamo anche bisogno di impianti di trizio. Il trizio fa parte del combustibile per la fusione. Poiché il trizio si decompone rapidamente, si trova raramente in natura. Esistono molte tecnologie che possono essere coltivate in laboratorio, ma dobbiamo ancora svilupparle in un metodo che funzioni su larga scala.
Fasoli: “L’altra sfida è mettere insieme tutte le parti che ora sostanzialmente comprendiamo singolarmente. Lo paragono a un decatleta. Il miglior decatleta non può essere anche il miglior saltatore in lungo, saltatore in alto, velocista, ecc. Questo vale anche per il reattore a fusione progettazione “Devi ottimizzare l’intero progetto. Questa è una grande sfida, perché i reattori a fusione sono dispositivi complessi.”
Qual è l’importanza della cooperazione europea in questo senso?
Donet: “Fino al 2014, ogni Paese godeva di completa autonomia nella ricerca europea sulla fusione nucleare. Di conseguenza, la ricerca era altamente frammentata e tutti facevano ciò che produceva le migliori pubblicazioni scientifiche. Ciò ha portato a duplicazioni e a importanti ricerche che non sono state svolte perché non entusiasmanti. Ecco perché si è deciso di creare EUROfusion con una tabella di marcia comune.
Fasoli: “Un esempio di ciò è la ricerca sulla turbolenza nel plasma di combustibile caldo che può farci perdere il controllo e causare danni alle pareti del plasma. Dobbiamo prevenire o domare questi disturbi. Ma nessuno vuole indagare. Grazie a EUROfusion, ora esiste una squadra con le giuste conoscenze e accesso alle giuste strutture per indagare su questo problema, quindi ne sappiamo sempre di più. Inoltre, EUROfusion è coinvolta nella formazione della prossima generazione di ricercatori e tecnici.
Negli ultimi anni ci sono state aziende che hanno affermato di avere un reattore a fusione operativo entro cinque o dieci anni.
Fasoli: “Ora stanno creando ulteriore interesse per la ricerca sulla fusione. Bene. Ma quello che mi preoccupa è che stanno facendo grandi promesse. Se tra qualche anno si scopre che non sono in grado di mantenerle, non sarà un bene per il “In termini di dipendenti. Con le loro grandi promesse e gli alti salari, stanno allontanando da noi alcuni dei più giovani ricercatori sulla fusione.”
Donnie: Penso che alcune aziende vendano tappeti volanti. Sanno che non potranno costruire un reattore a fusione funzionante in cinque o dieci anni. Fanno queste promesse solo ai loro investitori”.
Quali sono gli obiettivi di EUROfusion per i prossimi anni?
Fasoli: “ITER è la priorità numero uno. Allo stesso tempo, stiamo lavorando alla creazione di DEMO, il primo reattore a fusione europeo che fornirà elettricità alla rete. Stiamo preparando la progettazione e il sito. Abbiamo già imparato lezioni da ITER, dove sono stati commessi errori nella produzione dei pezzi e da ciò abbiamo imparato che dobbiamo coinvolgere l’industria nei piani e nelle progettazioni.
Doni: “Inoltre credo che la sfida più grande per Ambrogio sia convincere i politici a concentrarsi sulla ricerca sulla fusione nucleare”.
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