Nucleare, gli scienziati europei annunciano una svolta nella ricerca sulla fusione. Carrozza (Cnr): “Passo cruciale verso la produzione di energia abbondante ed eco-sostenibile”

• di 30science per Il Fatto
• 9 Febbraio 2022

Il reattore europeo a fusione nucleare, il Joint European Torus (JET) è riuscito a raggiungere una produzione di energia pari a circa 59 Megajoule nel corso di una serie di esperimenti. Si tratta di un vero e proprio record per il reattore europeo e per la strategia su cui punta il Vecchio Continente per arrivare a tagliare l’obiettivo della fusione nucleare autosostenuta nei prossimi anni. “Il record di oggi è un passo entusiasmante verso l’energia nucleare da fusione”. Queste le parole di Costanza Maggi, ricercatrice del consorzio EUROfusion, durante la conferenza stampa indetta per annunciare gli ultimi risultati del programma Joint European Torus (JET), un impianto sperimentale di fusione nucleare che sfrutta la reazione tra deuterio e trizio, due isotopi dell’idrogeno. Nell’ambito dell’esperimento, sono stati infatti rilasciati ben 59 megajoule di energia durante una fase di cinque secondi di una scarica di plasma.

Il precedente record, raggiunto sempre da JET nel 1997, aveva portato al rilascio di 21,7 megajoule. Durante il recente esperimento, JET ha raggiunto una potenza di fusione media, ovvero energia prodotta per secondo, di circa 11 megawatt. Il progetto JET, che si trova presso la UK Atomic Energy Authority (UKAEA) a pochi chilometri da Oxford, ha lo scopo principale di individuare le basi, i rischi e il know how necessari per la realizzazione dell’International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), un impianto in fase di costruzione a Cadarache, nel sud della Francia, che dovrebbe rilasciare quantità di energia dieci volte superiori rispetto a quella fornita da JET. “L’impianto JET – afferma Maggi – è in grado di generare plasmi che raggiungono temperature di 150 milioni di gradi Celsius, 10 volte la temperatura al centro del Sole. Grazie a JET abbiamo dimostrato la validità delle previsioni che avevamo effettuato”. La centrale è stata realizzata con un metodo innovativo in grado di portare il plasma a temperature utili alla fusione nucleare.

“JET è l’unico tokamak in funzione nel mondo ad usare come combustibile il mix di deuterio e trizio – aggiunge Fernanda Rimini, del Culham Centre for Fusion Energy – abbiamo incrementato la capacità di individuare i meccanismi utili alla diagnostica, in modo da sapere cosa accade nel plasma e fornire interpretazioni e previsioni più accurate. Questo risultato è davvero importante nell’ambito della fusione nucleare. In un futuro sempre più alla nostra portata, potremmo essere in grado di ottenere abbastanza energia per eliminare la dipendenza da combustibili fossili”. Scopo di ITER sarà infatti quello di dimostrare la fattibilità tecnica e scientifica dell’energia da fusione. “Aver ottenuto 59 megajoule di energia – aggiunge Rimini – costituisce un risultato pienamente in linea con le previsioni teoriche. Ciò conferma le motivazioni alla base del progetto ITER per garantire energia sicura, sostenibile e a bassa emissione di CO2. Per ITER si mira ad attivare la prima centrale a fusione termonucleare al mondo nel 2025 e di avviare le centrali commerciali nel 2035, dopo 10 anni di test. È un obiettivo davvero ambizioso, ma siamo fiduciosi e confidiamo di riuscire nell’impresa”.

Commentando gli attuali ostacoli dell’impianto JET, la scienziata spiega che una delle principali difficoltà riguarda le pareti di metallo, che necessitano azioni di raffreddamento a causa delle elevatissime temperature raggiunte dal plasma. “Il limite dei cinque secondi è dovuto principalmente a questo – spiega Maggi – una volta superata questa complessità, confidiamo di poter aumentare l’efficienza dell’impianto”. “Un processo di reazione di fusione in deuterio e trizio, sostenuto a questo livello di potenza, prossima alla scala industriale – commenta Bernard Bigot, direttore generale di ITER – rappresenta una clamorosa conferma per tutti coloro che sono impegnati nella ricerca sulla fusione a livello globale. Per il progetto ITER, i risultati ottenuti su JET sono un forte elemento di fiducia nel fatto che siamo sulla strada giusta nel percorso verso la dimostrazione della piena potenza di fusione”.

Il consorzio EUROfusion, cofinanziato dalla Commissione Europea, vede la partecipazione di 4.800 esperti, studenti, ricercatori e scienziati, che hanno lavorato per la realizzazione di un impianto di fusione nucleare in grado di sfruttare la reazione tra deuterio e trizio. Attualmente, l’impianto non è ancora in grado di produrre energia netta, in quantitativi maggiori rispetto a quelli forniti per la sua attivazione, in parte a causa delle dimensioni della centrale. ITER dovrebbe superare tale limite. “Questo record – dichiara Tony Donné, CEO del programma EUROfusion – ha una valenza importantissima ed è il risultato della cooperazione tra scienziati di diverse nazionalità, tra istituti di ricerca e università. Nonostante le difficoltà poste dalla pandemia, siamo riusciti a raggiungere un risultato importantissimo che potrebbe porre le basi per il futuro dell’energia da fusione nucleare”. “I risultati che oggi vengono annunciati – sottolinea Maria Chiara Carrozza, Presidente del Consiglio nazionale delle ricerche – 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”. “Siamo davvero entusiasti di questi risultati – conclude durante la conferenza Athina Kappatou, del Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) – tutto ciò che apprendiamo da JET sarà fondamentale per i primi step nel progetto ITER. Ogni organizzazione e consorzio di ricerca può contribuire a questo progetto. Siamo centinaia di esperti uniti da un obiettivo comune: quello di trovare una soluzione alla crisi climatica e al fabbisogno di energia. Non è competizione, è scienza”.

Il Consiglio Nazionale delle Ricerche svolge ricerche sulla fusione fin dagli anni ’60, pienamente inserito nel Programma Europeo, e ha contribuito a questo successo principalmente con l’attività dell’Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi – CNR-ISTP – e con la partecipazione al Consorzio RFX, conducendo esperimenti su temi chiave dei plasmi igniti e implementando essenziali sistemi diagnostici”. “Siamo – ha detto Gilberto Dialuce, Presidente dell’ENEA – particolarmente orgogliosi dei nostri ricercatori che hanno lavorato alla preparazione e all’esecuzione degli esperimenti e all’analisi dei dati coordinando anche il team europeo che ha studiato gli aspetti tecnologici delle operazioni in deuterio–trizio, fondamentali in vista del progetto ITER, in via di realizzazione in Francia. Questo contributo si colloca nel solco di una lunga tradizione che ha visto ENEA tra i maggiori e più qualificati contributori di JET sin dall’inizio, con propri scienziati che hanno ricoperto ruoli di leadership scientifica e di direzione dell’intero progetto”.

di Valentina Di Paola

CREDITS foto: UKAEA