Fusione nucleare: il Wendelstein 7-X batte ogni record e avvicina l’energia pulita

Una recente attività sperimentale  condotta presso lo stellarator Wendelstein 7-X, situato all’Istituto Max Planck per la Fisica del Plasma (IPP) a Greifswald, in Germania, ha polverizzato i precedenti record di fusione nucleare, stabilendo un nuovo standard per le prestazioni dei reattori. Questo passo avanti avvicina l’umanità alla promessa di un’energia pulita e virtualmente illimitata.

La fusione nucleare, che alimenta le stelle come il Sole, avviene quando isotopi di idrogeno vengono compressi a temperature estreme, creando un plasma di elettroni e ioni che si fondono in atomi più pesanti, liberando un’enorme quantità di energia. Tuttavia, replicare sulla Terra le condizioni estreme delle stelle è una sfida tecnologica colossale: finora, i reattori sperimentali consumano più energia di quanta ne producano.

Tokamak a sinistra e stellarator a destra

Gli stellarator, come il Wendelstein 7-X, rappresentano una delle tecnologie più promettenti per superare queste difficoltà. A differenza dei tokamak, che utilizzano correnti elettriche per stabilizzare il plasma, gli stellaratori si affidano a potenti magneti esterni per controllare il plasma ad alta energia all’interno di una camera a vuoto a forma di anello. Questa caratteristica li rende più stabili e adatti a futuri impianti commerciali per la produzione di energia.

Un nuovo record mondiale

Durante gli ultimi esperimenti, il Wendelstein 7-X ha superato i risultati dei tokamak ormai dismessi, come il JT60U in Giappone e il JET nel Regno Unito, in particolare per la durata di mantenimento del plasma.

Il team internazionale ha raggiunto un nuovo record per il triple product, un parametro chiave che misura l’efficienza di un reattore a fusione. Questo indicatore combina la densità delle particelle nel plasma, la temperatura necessaria per la fusione e il tempo di confinamento dell’energia (cioè quanto bene il sistema trattiene il calore). Un valore elevato del triple product è essenziale per raggiungere il criterio di Lawson, il punto in cui la reazione produce più energia di quanta ne consuma, diventando autosostenibile.

Wendelstein X7

“Questo nuovo record è un risultato straordinario del team internazionale,” ha dichiarato Thomas Klinger, responsabile delle operazioni del Wendelstein 7-X e direttore della dinamica degli stellaratori presso l’IPP. “Portare il triple product a livelli comparabili a quelli dei tokamak, mantenendo il plasma stabile per lunghi periodi, rappresenta una pietra miliare verso uno stellaratore capace di alimentare una centrale elettrica.”

Innovazioni tecnologiche alla base del successo

Il successo è stato possibile grazie a un nuovo sistema di iniezione di pellet di combustibile, che combina il rifornimento continuo di idrogeno con impulsi di riscaldamento. In un esperimento durato 43 secondi, 90 pellet di idrogeno congelato sono stati sparati nel plasma a una velocità di 800 metri al secondo (pari a quella di un proiettile). Contemporaneamente, impulsi di microonde ad alta potenza hanno riscaldato il plasma fino a 30 milioni di gradi Celsius, prolungando significativamente il tempo di stabilità del plasma.

Inoltre, la campagna sperimentale ha raggiunto un turnover energetico di 1,8 gigajoule in sei minuti, superando il precedente record del reattore di 1,3 gigajoule (febbraio 2023) e persino il risultato del tokamak EAST in Cina. Questo parametro, che misura la capacità del reattore di mantenere il plasma ad alta energia, è cruciale per il funzionamento di future centrali elettriche.

Un passo verso il futuro dell’energia

“Questi record non sono solo numeri: rappresentano un progresso significativo nella validazione del concetto di stellaratore, reso possibile da un’eccezionale collaborazione internazionale,” ha commentato Robert Wolf, responsabile dell’ottimizzazione del riscaldamento degli stellaratori presso l’IPP.
I risultati del Wendelstein 7-X rafforzano la convinzione che gli stellaratori possano giocare un ruolo chiave nella transizione verso un’energia pulita e sostenibile. Sebbene la strada verso centrali a fusione commerciali sia ancora lunga, questi progressi dimostrano che la fusione nucleare non è più solo un sogno, ma una possibilità sempre più concreta.