È mezzo secolo che la fusione nucleare si presenta come la frontiera definitiva dell’energia, un orizzonte di speranza e innovazione. In questo percorso, fatto di enormi progressi e altrettante sfide, la comunità scientifica ha dovuto confrontarsi con la difficoltà di rendere controllabile e sostenibile un processo che, se da un lato è teoricamente semplice, dall’altro si rivela estremamente complesso nella pratica. A che punto siamo DAVVERO?
Fascino e difficoltà dell’energia da fusione nucleare
Il concetto di fusione nucleare, che prevede l’unione di nuclei atomici leggeri per formarne di più pesanti, rilasciando energia, ha affascinato gli scienziati fin dal suo concepimento. Questa tecnologia promette di replicare il processo che alimenta il Sole e le stelle, offrendo una fonte di energia praticamente illimitata e pulita. Tuttavia, il cammino per trasformare questa teoria in una realtà tangibile si è rivelato più tortuoso del previsto.
Il principale ostacolo nella realizzazione della fusione nucleare è la creazione di un ambiente che possa contenere e controllare la reazione. La fusione richiede temperature estremamente elevate, dell’ordine di milioni di gradi, che rendono difficile mantenere la reazione stabile e controllata. Inoltre, il processo deve produrre più energia di quella che viene consumata per innescarlo, una condizione nota come “punto di breakeven”.
Lo abbiamo mai raggiunto? Si. Di recente, nel 2022, al National Ignition Facility negli USA. Forse, dopo decenni questo è stato il vero, primo punto di svolta.
Due approcci principali: confinamento inerziale e magnetico
Attualmente, esistono due metodi principali per tentare di raggiungere l’energia da fusione nucleare controllata: il confinamento inerziale e il confinamento magnetico.
Confinamento Inerziale
Il confinamento inerziale è un metodo che mira a raggiungere la fusione nucleare attraverso l’uso di un’intensa fonte di energia, come potenti laser o fasci di particelle, che viene concentrata su un piccolo bersaglio, tipicamente una capsula contenente il combustibile di fusione (idrogeno). L’idea è di comprimere rapidamente e riscaldare il combustibile a una temperatura e pressione così elevate che i nuclei atomici si fondono, liberando energia. Questo processo avviene in un brevissimo lasso di tempo, da cui il termine “inerziale”, poiché la reazione deve completarsi prima che il combustibile possa espandersi e raffreddarsi.
Confinamento Magnetico
Il confinamento magnetico, invece, utilizza potenti campi magnetici per contenere e controllare un plasma caldo di idrogeno. Il plasma è essenzialmente un gas di particelle cariche (ioni e elettroni) a temperature estremamente elevate, necessarie per la fusione. I campi magnetici servono a mantenere il plasma stabile e lontano dalle pareti del reattore, in quanto a contatto con materiali solidi il plasma si raffredderebbe e la reazione di fusione si fermerebbe. Questo metodo si basa su un controllo costante e prolungato del plasma per sostenere la reazione e produrre energia da fusione nucleare.
La roadmap
70 anni di nucleare non sono ancora bastati. Dal 1954, anno in cui quella a fissione di Obninsk in Unione Sovietica diventò la prima centrale nucleare al mondo (producendo circa 5 MW di energia elettrica), progressi e intoppi sono andati avanti a ritmo costante. Salvo negli ultimi anni. In estrema sintesi, questo il panorama recente e le previsioni aggiornate.
- 2007: Avvio del progetto ITER, un reattore nucleare a fusione, con il primo obiettivo di costruire la prima centrale nucleare a fusione entro il 2025.
- 2022: Annuncio dell’esperimento in California che ha prodotto energia dalla fusione nucleare.
- 2023: Gli scienziati europei del laboratorio JET ottengono risultati significativi, portando la fusione nucleare più vicina alla realtà.
- 2024: Anche l’Italia, tramite l’ENEA, partecipa a esperimenti per l’energia da fusione nucleare (come il nuovo reattore avviato in Giappone), contribuendo agli sforzi di ricerca in questo campo.
- 2035: Previsione dell’avvio delle prime operazioni con deuterio e trizio all’interno del progetto ITER.
- 2040: Previsione della realizzazione di una centrale “first of a kind”.
Siamo, anzi: saremmo a 15-20 anni dalla prima centrale ad energia da fusione nucleare. Non sono stime pessimiste, anzi. Sono forse fin troppo ottimiste: la gestione del plasma nel confinamento magnetico e la creazione di un ambiente stabile per la fusione rimangono compiti ardui.
E tutti i progetti (compreso ITER, che sarà il primo “dinosauro” del settore) si sono imbattuti in problemi di gestione e costi inattesi.
Il futuro della fusione nucleare
Alcuni esperti restano ottimisti, altri sono più cauti, ma un punto accomuna tutti: l’attrattiva di un’energia pulita e quasi illimitata continuerà a guidare la ricerca in questo campo.
L’energia da fusione nucleare rappresenta una scommessa da dentro o fuori sul futuro della tecnologia energetica. Con la giusta combinazione di investimenti, ricerca e innovazione, potrebbe superare gli ostacoli attuali e diventare la fonte energetica del mondo intero. La storia della scienza è costellata di sfide che sembravano insormontabili e che sono state poi superate grazie al genio umano e alla persistenza nella ricerca. La fusione nucleare potrebbe seguire questo modello, trasformandosi da sogno a realtà tangibile, con un impatto profondo e duraturo sull’umanità e sul nostro pianeta.
Facciamo tutti il tifo per lei, anche chi dice il contrario.
