La Cina supererà gli USA nella corsa alla fusione nucleare?

Gli Stati Uniti e altre nazioni occidentali hanno lavorato per decenni sulla tecnologia che potrebbe rendere la fusione nucleare possibile e commercialmente redditizia. L’Europa ha avviato il mega progetto ITER che ora non si sa neppure se mai diventerà attivo.

Ora la Cina sta cercando di prendere la guida anche in questo settore, e per farlo, ha fornito a laboratori e aziende del settore contributi doppi rispetto a quelli forniti dagli USA.

Uno slancio nato negli ultimi anni, sulla base di alcune grandi scoperte

La corsa globale per superare le sfide ingegneristiche per ottenere energia a emissioni zero da una reazione nucleare senza rischiare disastri e radiazioni si è riscaldata. Gli Stati Uniti e altri Paesi occidentali hanno lavorato per decenni sulla tecnologia che potrebbe rendere la fusione nucleare possibile e commercialmente redditizia. Ora la Cina sta cercando di prendere il sopravvento nella corsa, ed è leader in almeno un settore: la spesa governativa per la ricerca e lo sviluppo.

La Cina spende circa 1,5 miliardi di dollari all’anno per la ricerca sulla fusione. Si tratta di quasi il doppio del budget di quest’anno per la fusione nucleare del Governo degli Stati Uniti, ha dichiarato al Wall Street Journal JP Allain, capo dell’Office of Fusion Energy Sciences del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.

La Cina sembra anche attenersi a un programma di ricerca simile a una tabella di marcia scientifica e ingegneristica degli Stati Uniti a partire dal 2020. “Questo è molto frustrante, come può immaginare”, ha detto Allain al Journal.

Sebbene la fusione nucleare sia stata riconosciuta da tempo come totalmente priva di carbonio e di sottoprodotti e gli atomi di origine dell’idrogeno siano abbondanti sulla Terra, replicare i processi naturali di generazione di energia da fusione del Sole sulla Terra è stata una sfida per decenni.

Un processo ancora da definire

Come abbiamo detto più volte, la fusione nucleare, con l’unione di atomi di idrogeno a ottenere elio, libera molta energia, ma richiede di superare dei problemi tecnologici notevoli, perché la fusione avviene o ad altissime temperature e pressioni, o in occasioni particolari.

Alla fine del 2022, il Lawrence Livermore National Laboratory ha fatto la storia, dimostrando l’accensione della fusione per la prima volta in un ambiente di laboratorio – un risultato che si attendeva da sei decenni. L’energia di fusione rilasciata è stata superiore all’energia laser fornita per avviare la reazione, superando la soglia di accensione.

La National Ignition Facility (NIF) dell’LLNL ha finora raggiunto l’accensione quattro volte dal 2022, dando speranza agli scienziati che la fusione per l’energia non sia solo una chimera come è stato per decenni.

L’LLNL utilizza i laser per creare reazioni di fusione, che è un altro approccio alla fusione. La tecnologia più diffusa per ottenere l’accensione della fusione è il cosiddetto tokamak, una macchina che confina un plasma utilizzando campi magnetici. Secondo il DOE, gli scienziati dell’energia di fusione ritengono che i tokamak siano il principale concetto di confinamento del plasma per le future centrali elettriche a fusione.

Mesi prima che LLNL raggiungesse la prima accensione, l’Amministrazione americana ha lanciato nel 2022 la U.S. Bold Decadal Vision for Commercial Fusion Energy per accelerare la fattibilità dell’energia di fusione commerciale, ma la Cina sta recuperando terreno nella corsa alla tecnologia della fusione.

Sta costruendo una Comprehensive Research Facility for Fusion Technology (CRAFT) a Hefei, un progetto in cui vengono sviluppati e testati i componenti chiave per i reattori di energia da fusione. La struttura dovrebbe essere completata nel 2025.

Il mese scorso, l’azienda cinese Energy Singularity ha dichiarato che il primo dispositivo Tokamak al mondo completamente superconduttore ad alta temperatura, che ha sviluppato e costruito, ha raggiunto con successo la prima iniezione di plasma, addirittura con guadagno energetico. 

Tokamak HH70

La Cina ha anche un consorzio nazionale per la fusione, in cui alcune delle sue maggiori aziende industriali collaborano alla tecnologia della fusione.

Gli Stati Uniti hanno diverse grandi aziende private che si occupano di fusione, tra cui Commonwealth Fusion Systems (CFS), che ha appena firmato un accordo con il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti del valore di 15 milioni di dollari per raggiungere gli obiettivi di ricerca e sviluppo che porteranno all’energia di fusione commerciale.

Gli incentivi del programma Milestone dell’Amministrazione degli Stati Uniti per sostenere l’energia di fusione “possono aiutarci a continuare a muoverci passo dopo passo verso il nostro obiettivo di costruire la nostra prima centrale a fusione entro i primi anni 2030”, ha detto il mese scorso l’amministratore delegato e co-fondatore di CFS, Bob Mumgaard.

La Cina ha fatto passi da gigante nei suoi sforzi di fusione, dopo decenni di “quasi nulla” nel campo, ha detto al Journal Dennis Whyte, professore di ingegneria al MIT, che ha fatto parte dei comitati consultivi cinesi sulla fusione.

“Non sottovalutate le loro capacità di arrivare al passo con i tempi”, ha detto Whyte. Del resto l’oobiettivo cinese è ottenere un prototipo di reattore per la fusione commerciale entro il 2030.