LE NUOVE FRONTIERE

Il nucleare pulito e sicuro
è il sogno di Prometeo
Una babele di tecnologie
per arrivare ai reattori

Alessandro Farruggia  ROMA

IL SOGNO È, come per Prometeo, donare all’umanità il fuoco. Un’energia affidabile, economica e sicura. C’è questo dietro il mito moderno della fusione nucleare; mito che è realtà da un punto di vista teorico, ma che deve dimostrare di essere fattibile tecnologicamente e soprattutto economicamente. Una volta dimostrato che si può ottenere stabilmente più energia di quanta se ne immette per avere la fusione, bisogna vedere se si potranno avere macchine economiche da costruire e da gestire. La sfida è aperta e l’asticella è fissata tra il 2030 e il 2050. Il mondo della ricerca sulla fusione pullula di tecnologie diverse, alcune più avanti altre appena abbozzate e con la promessa di essere meno costose delle altre. Il progetto principale, più avanzato perché pubblico, figlio di progetti come l’europeo JET e l’americano TFTR, finanziato con 30 miliardi di dollari e sostenuto da Unione Europea, Stati Uniti, Russia, Cina, Giappone, Corea del Sud e India è quello di Iter, il grande reattore 24 metri per 30 in costruzione a Caradache, nel sud della Francia. Lo scopo principale di Iter è il raggiungimento di una reazione di fusione stabile (500 MW prodotti per una durata di circa 60 minuti), con accensione nel 2025 e fine delle operazioni di ricerca nel 2035/2037, per poi dare il via alla costruzione di un prototipo di reattore commerciale, denominato Demo, che costerà almeno altrettanto potrebbe essere pronto tra 10 e 15 anni più tardi e dare il via a una generazione di centrali «di serie» affidabili e ragionevolmente economiche.

MA CI SONO anche progetti ditokamak alternativi, più piccoli. É il caso del progetto nato nel Plasma Science and Research Center del Mit – il Massachusetts Institute of technology – che è attivo nelle fissione dalla fine degli anni ’60 e ha costruito e gestito il tokamak Alcator C-Mod, attivo fino al 2016, mirerà a sviluppare con il suo spin-out Commonwealth Fusion System (Cfs) gli elettromagneti più potenti del mondo. Una volta che questi saranno stati sviluppati – entro tre anni –, Mit e Cfs progetteranno e costruiranno un reattore a fusione da 100 Megawatt chiamato Sparc. Se il reattore sperimentale avrà successo ne sarà costruito uno di taglia doppia, che sarà il modello per il reattore commerciale che, se tutto va bene, dovrebbe esser pronto in 15 anni. Sparc è progettato per produrre inizialmente una potenza di fusione di circa un quinto di quella di Iter (500MW), ma in un dispositivo che è di circa 1/65 del volume. L’elemento innovativo sono i superconduttori in Ybco (un nastro d’acciaio rivestito di ossidi di ittriobario-rame) messo a punto alla fine degli anni ‘80 Karl Muller e Johannes Georg Bednorz che per questo vinsero il Nobel nel 1987. Si tratta di magneti ad alta temperatura (relativa, perché operano a -181 gradi celsius) in grado di generare campi magnetici più potenti, rispetto ai superconduttori fatti di leghe di niobio e titanio o niobio e stagno che lavorano a bassa temperatura (-270 gradi), scelti per Iter.

IL VANTAGGIO dei nuovi magneti è che, teoricamente, ridurrebbero drasticamente i costi, i tempi e la complessità organizzativa necessari e permetterebbero di dar vita a «macchine» più piccole consentendo lo sviluppo anche da parte di università e aziende private. Tra queste c’è l’Eni, che con un investimento di 50 milioni di dollari, ha deciso di entrare al 25% nella Cfs, la società nata come spin-out del prestigioso Massachussetts Institute of Technology (Mit) che si occuperà di portare avanti il progetto Sparc. Oltre a Iter/Demo e a Sparc, il mondo della fusione è da anni in fermento con tutta una serie di progetti. Alcuni sono progetti che usano la tecnologia tokamak e ruotano nella galassia Iter – ad esempio il cinese China East Tokamak, già operativo dal 2006 e ora nella fase II, il giapponese JT60SA che sarà pronto nel 2020 o l’italiano DTT (Divertor Tokamak Test) dell’Enea, il cui sito verrà scelto entro il 10 aprile – sia progetti con altre tecnologie.

BASTI PENSARE agli Stellerator, che differenza dei tokamak utilizzano un campo magnetico che si adatta al plasma (invece che forzare il plasma ad adattarsi al campo magnetico) e ciò è ottenuto generando una corrente di plasma priva di campo magnetico proprio. Il più noto degli Stellerator è il Wendelstein 7-X costruito in Germania nel 2014 dal Max Plank Institute e acceso per la prima volta nel novembre 2015, il più grande il Large Helical Device (LHD) al Japan’s National Institute for Fusion Science di Toki. E poi c’è anche l’ardita fusione a confinamento inerziale il cui esempio più avanzato è il progetto National Ignitior Facility (NIF) del Lawerence Livermore Laboratory inCalifornia, che usa fasci di 192 laser per riscaldare e comprimere piccole quantità di idrogeno per ottenere una reazione nucleare. Attivo dal 2010 e costato 7 miliardi di dollari, ha avuto risultati controversi e per ora non ha raggiunto la fusione. Perché arrivarci è dannatamente difficile: per informazioni chiedere a Prometeo che pagò caro il suo ardire.

 

Di | 2018-05-14T13:14:07+00:00 27/03/2018|Primo piano|