La fusione nucleare potrebbe essere molto più vicina di quanto sembri

La fusione nucleare commerciale è passata dalla fantascienza alla realtà scientifica in meno di un decennio, ma questo non è chiaro a tutti. Persino i membri ben informati della classe politica occidentale sono per lo più all’oscuro del salto quantico nei superconduttori, nei laser e nei materiali avanzati che sta improvvisamente cambiando l’economia dell’energia da fusione.

La britannica First Light Fusion ha annunciato la scorsa settimana di aver battuto il record mondiale di pressione presso i Sandia National Laboratories negli Stati Uniti, spingendo il limite a 1,85 terapascal, cinque volte la pressione nel nucleo della Terra.

Alcuni giorni prima, una serie di pubblicazioni sottoposte a revisione paritaria hanno confermato che Commonwealth Fusion Systems, vicino a Boston, ha battuto il record mondiale per un magnete su larga scala con un’intensità di campo di 20 tesla, utilizzando la più recente tecnologia superconduttiva ad alta temperatura. Questo supera la soglia necessaria per produrre energia netta, o un ‘fattore Q’, superiore a 1,0.

“In una notte, ha praticamente cambiato il costo per watt di un reattore a fusione di un fattore di quasi 40”, ha detto il Professor Dennis Whyte, decano del plasma presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT). L’edizione di marzo della rivista IEEE Transactions on Applied Superconductivity ha pubblicato sei articoli che ratificano diversi aspetti della tecnologia.

I magneti vengono utilizzati per fondere gli isotopi di idrogeno comprimendo il plasma super caldo all’interno di un dispositivo tokamak. La temperatura deve essere dieci volte più calda della superficie del sole per poter replicare la fusione solare, perché il campo magnetico terrestre è molto più debole.

I “vecchi” magneti a bassa temperatura sono costituiti da leghe di niobio che funzionano vicino allo zero assoluto, a -270C. I nuovi magneti alzano la temperatura da 4 kelvin a 20 kelvin utilizzando ossido di rame e bario di terre rare (ReBCO) con un design radicalmente nuovo. Combinano la superconduttività con un’estrema potenza magnetica. Ciò consente di ottenere un “aumento di un ordine di grandezza multiplo” nella capacità di fusione. Si tratta di una tecnologia nuovissima, completamente inesistente solo 10 anni, fa e inesplorata cinque anni fa, ma ora presente.

Gli addetti ai lavori della fusione sono molto più avanti rispetto alle risposte del pubblico a ‘Quando il primo impianto di fusione fornirà elettricità alla rete?

Soondaggio per gli esperti su quando si verificherà la fusione nucleare commerciale

È ora di abbandonare la vecchia battuta secondo cui la fusione è lontana 30 anni e lo sarà sempre. Un sondaggio condotto in occasione del forum dell’Agenzia Internazionale per l’Energia Atomica a Londra ha rilevato che il 65 percento degli addetti ai lavori pensa che la fusione genererà elettricità per la rete a costi sostenibili entro il 2035, e il 90 percento entro il 2040.

La Fusion Industry Association, con sede a Washington, afferma che quattro dei suoi membri pensano di poterlo fare entro il 2030. Se l’industria è vicina ad avere ragione, dobbiamo ripensare a tutte le nostre ipotesi energetiche. Gli impianti a gas pianificati dalla Gran Bretagna sono resi obsoleti quasi prima di essere costruiti.

Alla fine di dicembre, la Cina ha lanciato il proprio consorzio di fusione, unendo le sue migliori università e industrie statali in un’impresa nazionale in stile Apollo. “La fusione nucleare controllata è l’unica direzione per l’energia futura”, ha dichiarato il Consiglio di Stato. Questo è il nuovo fronte della corsa agli armamenti tecnologici.

Iter: l’inutile bale europea. L’iniziativa passa ai privati

Il progetto di ricerca mondiale ITER, da 20 miliardi di dollari, un consorzio di Stati Uniti, Giappone, Europa, Cina e Russia, sembra sempre più una balena spiaggiata in questa competizione. Ha raccolto scienza preziosa nel corso dei decenni, ma è stato ostacolato dalla geopolitica e dai ritardi, e non ha mai prodotto più energia di quella immessa, a differenza del laboratorio Lawrence Livermore negli Stati Uniti, che utilizza la tecnologia rivale della fusione inerziale.

Il testimone è passato in fretta a magnati della tecnologia. Commonwealth Fusion, uno spin-off del Centro di Scienza del Plasma e Fusione del MIT, è sostenuto da Bill Gates, Jeff Bezos e Sir Richard Branson. Mira a produrre il suo primo plasma l’anno prossimo e a raggiungere un fattore Q costante di 10 entro la fine del 2020, l’obiettivo energetico per il decollo commerciale.

Un’energia più conveniente e stabile nel lungo periodo

Il Dr. Mumgaard ha detto che Commonwealth prevede costi di 60-80 dollari MWh con la scala, inferiori al costo 24/7 delle energie rinnovabili intermittenti abbinate a impianti di gas peaker o con l’accumulo di energia nella maggior parte dei luoghi. “Potrebbe essere ancora più basso. Non usiamo l’uranio. Non c’è rischio di fusione”, ha detto.

Le autorità di regolamentazione del Regno Unito e degli Stati Uniti prevedono di trattare gli impianti di fusione come gli ospedali, poiché utilizzano piccole quantità di deuterio-trizio. Il rilascio radioattivo non è paragonabile a quello di un reattore a fissione di uranio. Ciò significa che possono essere costruiti quasi ovunque e lanciati rapidamente.

La Gran Bretagna sta andando a gonfie vele su tutti i fronti, un’eredità del progetto ITER Joint European Torus a Culham, ma anche un’impresa di leadership. “Tra tutti i Paesi del mondo, il Regno Unito sta perseguendo in modo più aggressivo l’energia da fusione”, hanno dichiarato gli scienziati americani Matthew Moynihan e Alfred Bortz, co-autori di Fusion’s Promise.
Posizione delle aziende di fusione del mondo Sede principale . In Eu la Germania è leader, ma iniziarive ci sono anche in Francia, Svezia e Italia.

Il fascino della fusione è ormai ben compreso. Genera quattro milioni di volte più energia rispetto all’energia fossile, senza emettere CO2 o metano. Non crea quasi nessun rifiuto a lungo termine. Il suo principale sottoprodotto è l’elio inerte.
Non utilizza quasi nessun terreno e poca acqua e può essere reso praticamente invisibile. A differenza della fissione odierna, produce calore industriale di alto livello per aiutare a decarbonizzare vetro, cemento, acciaio, ammoniaca, idrogeno, ecc. Funziona in modo continuo se ne avete bisogno, oppure è dispacciabile se non ne avete bisogno.
Il combustibile è effettivamente illimitato per migliaia di anni e può essere ottenuto ovunque: deuterio dall’acqua di mare e trizio dalla riproduzione con piccole quantità di litio. Non c’è il rischio di una reazione a catena inaspettata. Non utilizza materiali fissili ed è inutile per le armi.

Una piccola annotazione italiana

Abbiamo stanziato teorici centiniaia di migliaia di euro nel PNRR; spesso in progetti di dubbia qualità, fra circoli della briscola, raddrizzamenti dei fiumi e piste ciclabili.Invece di distribuire soldi un po’ ovunque, non sarebbe stato meglio cncentrarli in poche iniziative sulla fusione nucleare?

A Lev Artsimovich, il padre polacco-russo del tokomak, fu chiesto una volta quando la fusione sarebbe diventata maggiorenne. “Quando l’umanità ne avrà davvero bisogno”, rispose. E così si sta dimostrando.