I tre esperimenti di fusione nucleare che stanno rendendo possibile la fusione nucleare commerciale

Per anni, l’idea di una fusione nucleare commerciale è stata al massimo un sogno irrealizzabile e al peggio fantascienza. Ma ora, una serie di sempre più promettenti avanzi scientifici, un afflusso di finanziamenti privati e pubblici, e un crescente sostegno governativo hanno cambiato drasticamente le prospettive per la fusione nucleare commerciale. All’improvviso, stiamo parlando della tecnologia in termini di “quando” e non “se”.

La svolta drammatica si è verificata negli ultimi tre anni, poiché la scienza dietro la fusione nucleare è improvvisamente passata da un lento gocciolio di mini-progressi a improvvisi balzi quantici nelle scoperte sperimentali. Tutto d’un tratto, laboratori di tutto il mondo hanno iniziato a raggiungere traguardi che erano sempre stati appena fuori portata.

Tutti questi avanzamenti quasi simultanei (nella lunga linea temporale della ricerca sulla fusione nucleare) sono stati cruciali, ma tre, in particolare, hanno cambiato il gioco:

• Primo, nel 2021, l’Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) di Hefei, in Cina, ha infranto i precedenti record per una reazione di fusione stabile sostenuta, raggiungendo una fusione impensabile fino ad allora per 1.056 secondi, quasi 20 minuti.
• Nello stesso anno, il Joint European Torus (JET) nell’Oxfordshire ha superato il suo record di fusione del 1997 con un guadagno di oltre il doppio quando ha prodotto 59 megajoule di energia in un singolo esperimento di fusione.
• Ma l’esperimento che ha segnato davvero una svolta è stata l’incredibile realizzazione dell’accensione presso il National Ignition Facility (NIF) presso il Lawrence Livermore National Laboratory nel dicembre del 2022. Questi scienziati sono riusciti finalmente a superare ciò che rimane la barriera più significativa della fusione nucleare: creare energia netta positiva. L’esperimento ora leggendario ha sparato un raggio laser da 2,05 megajoule su un minuscolo pellet di combustibile da fusione grande quanto un granello di pepe, innescando un’esplosione che ha rilasciato 3,15 MJ di energia, circa la quantità di energia liberata dall’esplosione di tre bastoncini di dinamite. Tra l’altro questo esperimento è stato replicato, in modo efficace e producento 3,88 magajoule, quasi il doppio riseptto all’esperimento di dicembre.

Mentre la replicazione dell’accensione di dicembre è un passo cruciale avanti, essa si inserisce tra una serie di tentativi falliti di fare lo stesso. Gli scienziati del NIF stanno ancora cercando di capire il delicato equilibrio su come rendere l’esperimento affidabilmente replicabile ogni volta che tentano l’accensione, ora che hanno la formula per raggiungerla. “È stato un po’ sorprendente che non abbiamo ottenuto l’accensione su tutti loro”, ha detto al New York Times Richard Town, direttore del programma di fusione laser a Livermore. Alcune delle variabili che ostacolano la consistenza includono imperfezioni nella tecnologia laser e lievi variazioni nelle capsule di combustibile.

Infatti, sebbene la fusione nucleare commerciale sia più vicina che mai, non è certo qui ancora. Mentre gli esperimenti del NIF sono stati rivoluzionari, ci sono alcune importanti avvertenze sulla portata del loro successo. Quando si tiene conto dell’energia utilizzata per alimentare i laser stessi e non solo dell’energia effettivamente sparata sul combustibile nucleare, l’esperimento è un consumo netto di energia con un ampio margine. “Inoltre, il NIF è un progetto estremamente costoso condotto in un laboratorio nazionale finanziato per la ricerca sulle armi nucleari, condizioni che sono ben lungi da quelle in cui si svolgerebbe una ricerca commerciale”, ha riportato Oilprice l’anno scorso. Infatti, Wired ha riferito l’anno scorso che molto probabilmente “la vera svolta nell’energia della fusione è ancora a decenni di distanza.”

Ma nel frattempo, il NIF continuerà a spingersi verso quella linea del traguardo continuando a perfezionare, aggiornare e ottimizzare i loro esperimenti. Infatti, una nuova serie di esperimenti sta per iniziare presso l’impianto con laser più potenti, aumentati da 2,05 megajoule a 2,2, aumentando le possibilità di produzione di energia più coerente e potente.