Fusione nucleare: la strada è ancora lunga

Procede il grande progetto globale per il controllo della fusione nucleare. Ma i risultati saranno sufficienti perché questa tecnologia emerga abbastanza presto per aiutarci a uscire dai combustibili fossili? Per gli scienziati, molti ostacoli tecnici devono ancora essere superati.

Potrebbe davvero un progetto di questa portata andare avanti senza intoppi? All’interno di Iter, il principale sito di sperimentazione sulla fusione nucleare, gli ostacoli si sono susseguiti dall’inizio della costruzione degli impianti nel 2010. Il primo programma di questo prototipo di reattore nucleare aveva annunciato la fine dei lavori per il 2016, per essere poi posticipata per la prima volta nel 2019. Qualche anno dopo, di nuovo! Annunciato un nuovo ritardo… I primi test Iter previsti per il 2020 verranno effettuati solo nel 2025…

Dopo una relativa costanza nell’andamento dei lavori, la crisi del Covid-19 ha fatto la sua parte. Per le prime prove è previsto un anno di ritardo. Iter, ora più timida nella sua comunicazione sui prossimi obiettivi, spera di essere nei tempi previsti e di vedere il plasma caldo, stabile e costante entro il 2035.

Ma oltre ai ritardi, il costo del progetto continua a gonfiarsi, ma questo non non smorza in alcun modo l’entusiasmo per l’atomo. Un formicaio è attivo nel mondo sull’argomento, e sempre più nuovi attori pubblici e privati ​​si fanno avanti, con l’idea di raggiungere l’energia tanto attesa della fusione nucleare, sognata a basse emissioni di carbonio, abbondante e sicura. Ma questa corsa alla fusione è ancora disseminata di insidie.

Per gli scienziati il ​​problema principale sarebbe dimostrare che è possibile controllare un plasma caldo, costante e soprattutto adattato al dispositivo. Diversi paesi stanno lavorando in coordinamento con Iter sui vari aspetti della fusione e stanno apportando il loro contributo attraverso progetti sperimentali in campi molto specifici (plasma, materiali, energia).

Nonostante i progressi, i vari dispositivi di fusione in tutto il mondo sono riusciti a malapena a mantenere il loro plasma per alcuni minuti a livelli energetici sufficienti. E soprattutto nessuno è davvero riuscito a produrre più energia di quella consumata dal dispositivo. Allo stato attuale, la migliore efficienza raggiunta dal dispositivo è solo del 70% grazie al confinamento inerziale, una tecnica che non è nemmeno il percorso utilizzato per Iter. Siamo quindi ancora lontani dall’obiettivo di Iter: riuscire a mantenere il plasma nel reattore, e raggiungere una potenza di 500 Megawatt (MW) per almeno 400 secondi, e avere una produzione netta di energia positiva.

Ma il controllo del plasma non è l’unico problema. Il rapporto EUROfusion ha individuato due sfide legate alla scelta di materiali idonei, rispettivamente per ridurre le perdite di calore del dispositivo e per resistere ai ripetuti attacchi di neutroni alle pareti. Questi materiali devono quindi garantire un doppio vincolo ambientale e di sicurezza. Si lavora su materiali e leghe complessi, inoltre la copertura interna del tokamak dovrebbe consentire in futuro di produrre trizio, una risorsa essenziale per la fusione, ma piuttosto complessa da estrarre sulla Terra.

Fusione nucleare e riscaldamento globale

La fusione nucleare, se un giorno esisterà, non sarà quindi di certo di grande utilità di fronte alle problematiche energetiche e ambientali che ci occuperanno fino alla fine del secolo. Ad esempio, in materia climatica: anche negli scenari più favorevoli, la fusione non potrebbe contribuire al raggiungimento degli obiettivi di carbon neutrality fissati per il 2050.

Ovviamente, le sfide della decarbonizzazione delle nostre economie e le sfide energetiche non si fermano nel 2050 o nel 2070, ma si prevede che anche altre tecnologie a basse emissioni di carbonio saranno più efficienti nei prossimi decenni (pannelli solari, turbine eoliche, ecc.). Tutto quindi suggerisce che, se la fusione diventa realtà, non sarà sufficientemente rapida o efficiente per aiutarci a risolvere questi problemi a medio termine.