Fusione nucleare, nonostante la crisi quasi ultimato il progetto pilota

Diversamente dal processo di fissione nucleare che libera energia dalla scissione di un atomo in due atomi più leggeri, nel processo di fusione nucleare l’energia viene prodotta dalla fusione di due atomi in uno solo.

Il processo di fusione alimenta il Sole e tutte le altre stelle, e da qualche decennio si pensa di utilizzarlo sulla terra per produrre energia ad uso quotidiano.

Nel 1985, una collaborazione tra Eu, Usa, Cccp e Giappone diede vita al progetto Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor) che, ad oggi, include anche Cina, India, Corea del Sud e Federazione Russa (che sostituisce la deceduta Cccp), e il cui scopo principale è quello di creare il processo di fusione termonucleare tra deuterio e trizio (isotopi dell’idrogeno) sviluppando più energia di quanta ne sia necessaria per creare la fusione stessa.

Al termine di un “braccio di ferro” diplomatico tra Giappone ed Eu, si decise che il sito di Iter sarebbe stato Cadarache, nel sud della Francia, tra le città di Nizza e Marsiglia. Il sito è ad oggi ancora in costruzione.  Dal punto di vista economico, è stato deciso che ogni paese partecipante al progetto coprirà parte delle spese. Essendo l’Eu il paese ospitante il sito, è stato concordato che prenderà a suo carico almeno il 50% del budget totale, della realizzazione del tokamak (acronimo russo di  TOirodal CHAmber with MAgnetic Coils e che è la camera all’interno della quale verrà confinato il plasma) e della maggior parte degli impianti tecnologici (T. Feder, Physics Today , 4, 20, 2010;  D. Clery, Science , 327, 1434, 2010).

In particolare, lo sviluppo del sito è sotto la responsabilità dell’Agence Iter France, che fa parte del Cea (Commisariat à l’Energie Atomique) per un totale di 150 milioni di euro. Il 60% di questa somma è coperta dal governo francese, mentre il restante 40% viene spartito tra I paesi aderenti all’Eu.

Qualche anno fa la Russia ha definito l’Eu come il “punto debole del progetto” in quanto, a causa dell’incremento dei costi iniziali, nel 2006 l’Eu ha ottenuto la possibilità di postporre l’accensione del primo plasma dal 2018 al novembre 2019. Nonostante questo slittamento di un anno, lo scopo del progetto resta quello di creare nel 2026 una potenza di 500 MW provenienti dalla fusione di deuterio e trizio che rilascia un quantitativo di energia circa tre volte superiore a quello della fissione dell’uranio 235. La temperatura necessaria per ottenere il processo di fusione è di circa 100 milioni di gradi Celsius. Per raggiungere tali temperature il plasma di deuterio e trizio verrà confinato tramite un campo magnetico all’interno del tokamak.

Mentre l’impianto viene costruito, le condizioni di lavoro e I possibili scenari vengono simulati numericamente tramite il codice 4C (L. Savoldi Richard, F. Casella, B. Fiori and R. Zanino, Cryogenics , 50, 167, 2010), che ha sostituito il codice Vincenta (D. Bessette, N. Shatil and E. Zapretilina, Ieee Trans Appl Supercond ,8 , 16, 2006) che accusava problemi di stabilità a regimi intermedi, e che parmette di effettuare simulazioni termoidrauliche dell’intero sistema magnetico di Iter, con particolare attenzione ai sistemi contduttori, ai circuiti di refrigerazione e alla camera toroidale.

Tra gli scopi di Iter, comunque, non vi è nessuna applicazione civile. Il calore che verrà prodotto dal processo di fusione verrà semplicemente eliminato. Infatti, tra gli scopi di Iter ci sono, tra gli altri:

1. Produzione momentanea di energia termica 10 volte maggiore di quella necessaria a scaldare il plasma;
2. Produrre un plasma stabile;
3. Mantenere il processo di fusione per almeno 8 minuti;
4. Sviluppare tecnologie e procedure utili per futuri impianti civili.

Il passo successivo sarà la costruzione di Demo, il primo vero impianto civile dedito alla conversione del calore prodotto dalla fusione nucleare in energia elettrica.

La buona notizia è che ad oggi, nonostante la crisi economica, il sito che ospiterà il tokamak è stato quasi completato secondo le tempistiche prestabilite.