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Un nuovo record mondiale per la produzione di energia tramite fusione nucleare

La scorsa settimana è stata caratterizzata da importanti scoperte e annunci entusiasmanti riguardanti la fusione nucleare. Dopo gli aggiornamenti provenienti dagli Stati Uniti riguardo al sistema di fusione inerziale, gli scienziati del Regno Unito hanno annunciato il più alto livello di energia mai raggiunto con la fusione nucleare.

Un test condotto nel Joint European Torus (JET) è riuscito a creare un’alta potenza di fusione per cinque secondi, rilasciando 69,26 megajoule di energia da soli 0,21 milligrammi di combustibile. Questo è equivalente all’energia che si può ottenere da 2 chilogrammi di carbone. Il combustibile in questione è una miscela di due tipi di idrogeno pesante chiamati deuterio e trizio, che saranno impiegati nelle centrali di fusione nucleare del futuro.

Nonostante il record, JET non è progettato per raggiungere l’energia prevista per quelle centrali. È un precursore per prototipi su larga scala come ITER e DEMO. ITER entrerà in funzione l’anno prossimo e dovrebbe generare 10 volte più energia di quella immessa. Il suo successore, DEMO, produrrà elettricità e 25 volte l’energia immessa. Tuttavia, i risultati di JET mostrano il potenziale di questa tecnologia.

 

La fusione nucleare: una fonte di energia pulita e potente

“La nostra dimostrazione di successo degli scenari operativi per le future macchine di fusione come ITER e DEMO, validata dal nuovo record energetico, infonde maggiore fiducia nello sviluppo dell’energia di fusione. Oltre a stabilire un nuovo record, abbiamo raggiunto risultati mai ottenuti prima e approfondito la nostra comprensione della fisica della fusione,” ha dichiarato il Professor Ambrogio Fasoli, Program Manager (CEO) di EUROfusion.

“Siamo in grado di creare in modo affidabile plasmi di fusione utilizzando la stessa miscela di combustibile che sarà utilizzata dalle centrali di energia di fusione commerciale, dimostrando l’esperienza avanzata sviluppata nel tempo,” ha aggiunto la Dr.ssa Fernanda Rimini, JET Senior Exploitation Manager.

 

Il tokamak: una tecnologia all’avanguardia per la fusione nucleare

JET, ITER e DEMO sono un design di fusione nucleare noto come tokamak. Il plasma in fusione è contenuto in una camera a forma di ciambella da potenti magneti. La fusione è il processo che alimenta il Sole e tutte le stelle, ma sulla Terra non abbiamo naturalmente le pressioni e le temperature presenti al centro di questi oggetti. Quindi dobbiamo essere creativi, e di solito questo significa riscaldare il plasma a oltre 100 milioni di gradi.

A tali temperature, il plasma rilascia molta energia (questo è l’obiettivo) ma ci possono essere esplosioni che danneggiano le pareti di contenimento. La fusione di deuterio e trizio crea elio e questo sottoprodotto deve essere scartato senza distruggere il sistema di scarico. JET ha dimostrato che entrambe queste sfide possono essere risolte.

“Non solo abbiamo dimostrato come attenuare il calore intenso che fluisce dal plasma allo scarico, ma abbiamo anche mostrato in JET come possiamo portare il bordo del plasma in uno stato stabile evitando così esplosioni di energia che raggiungono la parete. Entrambe le tecniche sono intese a proteggere l’integrità delle pareti delle future macchine. Questa è la prima volta che siamo stati in grado di testare questi scenari in un ambiente deuterio-trizio,” ha aggiunto il Dr. Emmanuel Joffrin, EUROfusion Tokamak Exploitation Task Force Leader del CEA.

 

Il futuro della fusione nucleare: verso centrali elettriche commerciali

Per creare quelle alte temperature, è necessario immettere molta energia. Nella fusione nucleare, l’obiettivo è raggiungere un fattore Q superiore a uno, con uno che significa ottenere tanta energia quanta ne viene immessa. L’unico esperimento che ha raggiunto ciò finora è stato il sistema di fusione inerziale negli Stati Uniti, che ha ottenuto un Q di 1,5. Il miglior risultato di JET è stato 0,69 ma l’uscita energetica di JET è stata 20 volte superiore a quella che la fusione inerziale ha raggiunto.

Le centrali di fusione nucleare commerciali sono ancora a qualche decennio di distanza, ma questi recenti progressi mostrano che ci sono molteplici percorsi verso quell’obiettivo e solo attraverso ulteriori sperimentazioni possiamo continuare a perfezionare e migliorare.

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