Fusione: novità da JET

Realizzare una centrale a fusione che possa produrre energia, come molti sapranno, non è impresa facile. Nei giorni scorsi abbiamo visto anche sui telegiornali che sono stati raggiunti importanti risultati presso JET, vuol dire che ormai ci siamo quasi?
No, ma qualche passo in avanti lo abbiamo fatto.

Partiamo dal principio base: atomi leggeri che si fondono a formarne di più pesanti generano energia; questo è lo stesso processo che alimenta il nostro Sole. Per ottenere questa reazione è necessario riscaldare pochi grammi di idrogeno (deuterio e trizio) a temperature estreme e quindi formare un plasma, nel quale poi avvengono le reazioni di fusione.

Naturalmente, come per la fissione, è una fonte energetica a basse emissioni di carbonio e a parità di quantità produce milioni di volte più energia rispetto ai combustibili fossili. Il combustibile necessario, inoltre, è reperibile ovunque sulla Terra e da materie prime dal basso costo.

L’impianto europeo JET (Joint European Torus) di Culham, Regno Unito, è l’esperimento leader a livello mondiale in questo ed è una parte importante per il successo di ITER. ITER mira a dimostrare la fattibilità tecnica e scientifica dell’energia da fusione; è in costruzione a Cadarache, Francia, ed è sostenuto da UE, India, Giappone, USA, Russia, Corea del Nord, Cina.

Veniamo quindi alle novità. Gli ingegneri e fisici di EUROfusion – consorzio cofinanziato dalla Commissione Europea – hanno ottenuto un risultato record.
JET ha prodotto complessivamente 59 megajoules di energia termica in 5 secondi, ovvero la durata dell’esperimento, raggiungendo una potenza media di circa 11 megawatt (megajoule per secondo).
Il record precedente in un esperimento del 1997 è stato pari a 22 megajoule di energia termica. Il picco di potenza pari a 16 MW raggiunto brevemente nel 1997 non è stato sorpassato nei recenti esperimenti perché l’obiettivo era finalizzato a ottenere energia da fusione in un arco di tempo di alcuni secondi.

Grande soddisfazione arriva da molte voci, ne riportiamo alcune:
B. Bigot, Direttore Generale di ITER: “Un processo di reazione di fusione in deuterio e trizio, sostenuto a questo livello di potenza – prossima alla scala industriale -, rappresenta una clamorosa conferma per tutti coloro che sono impegnati nella ricerca sulla fusione a livello globale. Per il progetto ITER, i risultati ottenuti su JET sono un forte elemento di fiducia nel fatto che siamo sulla strada giusta nel percorso verso la dimostrazione della piena potenza di fusione”.
T. Donné, EUROfusion Programme Manager (CEO): “Il record ottenuto, e soprattutto quello che abbiamo appreso sulla fusione in queste condizioni operative e il fatto che i risultati confermino pienamente le predizioni […] Se riusciamo a mantenere la fusione per cinque secondi, potremo farlo per cinque minuti e poi per cinque ore, se scaliamo al funzionamento delle future macchine a fusione. […] L’esperienza sperimentale che abbiamo acquisito in condizioni reali ci dà grande fiducia per la successiva fase di esperimenti previsti su ITER e su DEMO, il reattore dimostrativo europeo, progettato per immettere elettricità da fusione in rete”.
G. Dialuce, Presidente dell’ENEA: “Siamo particolarmente orgogliosi dei nostri ricercatori che hanno lavorato alla preparazione e all’esecuzione degli esperimenti e all’analisi dei dati coordinando anche il team europeo che ha studiato gli aspetti tecnologici delle operazioni in deuterio-trizio, fondamentali in vista del progetto ITER. Questo contributo si colloca nel solco di una lunga tradizione che ha visto ENEA tra i maggiori e più qualificati contributori di JET sin dall’inizio, con propri scienziati che hanno ricoperto ruoli di leadership scientifica e di direzione dell’intero progetto”.
M.C. Carrozza, Presidente del Consiglio Nazionale delle Ricerche: “Il record di 59 megajoule di energia da fusione ottenuto su JET è un successo tutto europeo, un risultato chiave che dà forza a ITER e alla Roadmap europea sulla fusione. Il Consiglio Nazionale delle Ricerche svolge ricerche sulla fusione fin dagli anni ’60, pienamente inserito nel Programma Europeo, e ha contribuito a questo successo principalmente con l’attività dell’Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi – CNR-ISTP – e con la partecipazione al Consorzio RFX, conducendo esperimenti su temi chiave dei plasmi igniti e implementando essenziali sistemi diagnostici”.
F. Gnesotto, Presidente del Consorzio RFX: “La macchina europea JET, dopo quasi 40 anni in cui ha prodotto essenziali conoscenze sulla fisica e la tecnologia dei plasmi termonucleari, ha polverizzato il precedente record di energia prodotta da fusione dell’idrogeno. È un enorme successo di tutta la comunità scientifica europea, cui i ricercatori padovani del Consorzio RFX hanno dato un importante contributo, in termini sia di realizzazione di sistemi di controllo e di diagnostica, che di progettazione di campagne sperimentali e di analisi dei dati in esse raccolti”.
F. Romanelli, Direttore del JET dal 2006 al 2013, attualmente Presidente del Consorzio DTT: “Il risultato della campagna DT di JET è il coronamento di una esperienza pluridecennale e dimostra come l’Europa, lavorando assieme, sia in grado di raggiungere obiettivi alla frontiera della conoscenza scientifica e tecnologica. […] JET è stato l’esperimento che più si è avvicinato alle condizioni fisiche che studieremo su ITER ed ha contribuito in maniera fondamentale a formare una nuova generazione di giovani ricercatori”.
D. Farina, Direttrice dell’Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi (ISTP) del CNR: “È con grande piacere e orgoglio che partecipiamo a questo successo europeo che corona un lungo lavoro di preparazione di tanti ricercatori europei, che hanno contribuito ai risultati della campagna sperimentale Deuterio-Trizio (DT) di JET. Nel periodo recente e nel passato, i ricercatori CNR hanno svolto ruoli importanti al JET con le loro competenze di fisica dei plasmi – teoriche, simulative, sperimentali, diagnostiche, tecnologiche. La campagna DT ha visto un forte impegno di ISTP-CNR insieme a UNIMIB in diversi ruoli e attività: il coordinamento scientifico di alcuni esperimenti in plasmi deuterio-trizio, le misure di diagnostiche neutroniche e gamma, di particolare importanza in plasmi DT, al supporto interpretativo in presenza di instabilità. Infine, notevole è stato il contributo dei nostri più giovani ricercatori a questa impresa scientifica”.