10 Febbraio 2022
17:41

Energia record da fusione nucleare, esperto: “Ottimo, ma per centrali serviranno almeno 20-30 anni”

La fusione nucleare è considerata il Sacro Graal per produrre energia, ma ci vorrà molto tempo, come spiegato a Fanpage.it dal fisico dell’INFN Marco Casolino.
A cura di Andrea Centini
Credit: Christopher Roux (CEA–IRFM)/EUROfusion (CC BY 4.0)
Credit: Christopher Roux (CEA–IRFM)/EUROfusion (CC BY 4.0)

Gli scienziati del consorzio di ricerca europeo EUROfusion, composto da circa cinquemila esperti, il 9 febbraio hanno annunciato di aver ottenuto 59 megajoule di energia per 5 secondi nella struttura di ricerca JET (Joint European Torus) del Culham Center for Fusion Energy, facente capo all'Autorità per l'energia atomica del Regno Unito. Sebbene possano apparire dati di poco conto, in realtà si tratta di un risultato molto significativo dal punto di vista scientifico, con potenzialità straordinarie per il futuro delle società e delle economie di tutto il mondo. La ragione risiede nel fatto che quel piccolo ed effimero quantitativo di energia, pari ad appena 11 megawatt, è stato ottenuto nel cuore di un tokamak (una strana macchina a forma di ciambella) attraverso il “Sacro Graal” dell'approvvigionamento energetico, la fusione nucleare. È considerata infatti una soluzione fondamentale per ottenere energia “sicura, sostenibile, efficiente e a basse emissioni di carbonio”, come sottolineato dagli stessi scienziati dell'EUROfusion in un comunicato stampa. In questo momento storico tale risultato assume un valore ancor più significativo, tenendo conto dell'impatto dei cambiamenti climatici – catalizzati dalle emissioni di origine antropica – e dall'impennata dei costi dell'energia, ancora avvitata ai combustibili fossili alla base del riscaldamento globale. L'energia ottenuta presso il JET, attraverso due isotopi dell'idrogeno – deuterio e trizio – fusi ad altissima temperatura (oltre 100 milioni di gradi), è tuttavia una "semplice" dimostrazione tecnologica, che servirà a spianare la strada per l'International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), il primo vero reattore a fusione nucleare. È attualmente in costruzione presso il centro di ricerca Cadarache a Saint-Paul-lès-Durance, nella regione della Provenza-Alpi-Costa Azzurra della Francia meridionale. Ma anch'esso non sarà l'ultimo step della filiera, dato che dovrà essere costruita una ulteriore struttura chiamata DEMO. Per sapere qual è l'effettivo impatto dell'esperimento condotto nel Regno Unito abbiamo contattato il dottor Marco Casolino, fisico delle particelle e Primo Ricercatore presso l’INFN, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Roma Tor Vergata. Ecco cosa ci ha detto.

Dottor Casalino, nella giornata di ieri gli scienziati dell'EUROfusion hanno annunciato di aver ottenuto 59 megajoule per 5 secondi attraverso la fusione nucleare. La notizia è rimbalzata sulle prime pagine dei media di mezzo mondo; è davvero un risultato sensazionale, o la notizia è stata accolta con troppo entusiasmo?

Il risultato è molto, molto importante. Eccellente, lo definirei. Ma certo non è game changer. Hanno ottenuto un'efficienza doppia di energia prodotta, rispetto al 1997. Ci è voluto molto tempo perché l'aggiornamento del JET è stato complicatissimo. Hanno dovuto cambiare tutto l'interno della camera e farla in tungsteno e berillio, perché altrimenti il carbonio avrebbe potuto assorbire il trizio col rischio di diventare radioattivo. Certi lavori durano tantissimo. Il risultato, come detto, lo definirei eccellente, ma non eccezionale. È comunque un ottimo passo in avanti verso la fusione. Il punto è che c'è una slide del governo americano degli anni '70 in cui si dice: “In quanto tempo vogliamo avere una centrale per la fusione nucleare?” Per arrivarci si stimava fossero necessari al picco fino a 9 miliardi di dollari di investimento all'anno, per quello super accelerato, accelerato e aggressivo. Per quello moderato la stima era di 2 – 3 miliardi di dollari all'anno per averlo nel 2005. In realtà i fondi stanziati sono la metà o un terzo dell'investimento minimo che nel '78 era stato chiamato "fusion never", ovvero che non si arriverà mai alla fusione nucleare. Ora mai non significa davvero che non ci arriveremo mai, ma vuol dire sempre "tra 50 anni". L'investimento è costante dal 2000, ma saranno 300 – 400 milioni all'anno. La questione è quanto ritorno ci vede il politico nell'arco dei 5 anni.

Dunque quanto potremmo effettivamente vedere una centrale operativa?

Si parla di 20 – 30 anni nella migliore delle ipotesi. Noi la fusione nucleare la sappiamo fare, ma ci devi mettere più energia di quella che ne esce. L'obiettivo è ottenere una fusione nucleare a reazione autosostenibile con la quale produci energia. JET è uno strumento sperimentale, la migliore cosa che c'è. Sta ottenendo risultati da applicare poi a ITER, che stanno vostrunedo in Francia. Anche in Giappone c'è un altro progetto della Jema, il JT60-SA. Fa parte anch'esso di ITER per studiare questi meccanismi. Bisogna riprodurre ciò che avviene al centro delle stelle, raggiungere centinaia di milioni di gradi, tenere il plasma confinato. È magnetismo e fluidodinamica, che insieme sono complicatissimi, ad esempio dal punto di vista delle equazioni per avere un campo stabile. È un lavoro difficile e si gestiscono energie immense. Hanno una specie di banco di energia – se non ricordo male – di 50 megawatt per non so quanti secondi. L'energia che serve non la puoi prendere dalla rete. Anche per questo il risultato di 5 secondi è eccezionale. Vuol dire che tu hai tutto un banco di accumulatori, di batterie diciamo, che è in grado di fornirti energia e mantenere il campo stabile per 5 secondi. Hanno scritto che 5 secondi è un'eternità, perché se lo sviluppi male collassa in microsecondi. 5 secondi significa che già è stabile. Ripeto, è un bellissimo risultato, ma non significa che domani svoltiamo.

Nemmeno ITER sembra essere il tassello finale di questa rincorsa alla fusione nucleare 

Se ITER raggiungerà la fusione nucleare con la quale si produce energia, sarà necessario costruire questa DEMO che è effettivamente un prototipo di centrale nucleare. Non è un progetto proprio di studio, ma quasi applicativo. È come si era fatto con le centrali a fissione nucleare. È chiaro che una volta ottenuta energia positiva, tutto si accelera. Dall'oggi al domani tutti sono pronti a investire 10 miliardi perché non vuoi essere più l'ultimo. Il problema è innescare il famoso “meccanismo virtuoso” in cui la gente accorre perché ha fiutato l'affare. Siamo ancora un po' lontani. È chiaro che 20 – 30 anni sono un po' fuori l'orizzonte anche di ricconi come Elon Musk e simili. Infatti Bill Gates che pure è tra i promotori investe in piccoli reattori nucleari, sicuri, autosostenibili, però a fissione. La fissione al momento è il meno peggio che c'è, ma è chiaro che le persone si terrorizzano quando si parla di fissione nucleare.

Vista la situazione attuale con i cambiamenti climatici e il costo delle bollette alle stelle a tutti noi servirebbe una soluzione rapida. Quale consiglierebbe come scienziato nucleare?

Non c'è una sola soluzione, questa è una cosa sulla quale siamo tutti d'accordo. L'idea dovrebbe essere di allontanarsi dai combustibili fossili con un mix che include centrali a fissione nucleare ed energie rinnovabili, ovvero eolico, pannelli solari e così via. Ma anche una parte di fossili. Insomma, deve essere un mix di tutto, naturalmente con tutte le cautele e i controlli del caso, per allontanarsi sempre di più dai combustibili fossili. Ma adesso non è così. Anche in Giappone il nucleare influisce per il 3 – 4 percento e dunque importano tanto gas naturale. Sono come noi dal punto di vista energetico.

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