Energia

Fusione nucleare, al MIT un impianto entro 15 anni

L'Istituto fiore all'occhiello della ricerca ha ricevuto un super finanziamento per costruire i magneti superconduttori più potenti mai creati. L'obiettivo: alimentare le città con lo stesso processo energetico che tiene accese le stelle.

Fornire energia a emissioni zero alle città di domani... prendendo esempio dalle stelle. La fusione nucleare, l'insieme di trasformazioni altamente energetiche che avviene nel cuore degli astri, incluso il nostro Sole, è una delle opzioni più promettenti, per il futuro dell'energia. Ora il Massachusetts Institute of Technology e una nuova compagnia privata, la Commonwealth Fusion Systems (cui partecipa anche l'italiana Eni), hanno annunciato un investimento iniziale di 30 milioni di dollari (24 milioni di euro) per far diventare un prototipo di reattore a fusione realtà entro 15 anni.

L'obiettivo finale è costruire un reattore, compatto come un furgone e pienamente funzionante, di 100 milioni di watt (o 100 megawatt) di potenza. Ma il primo passo sarà la realizzazione, nei prossimi tre anni, dei magneti superconduttori più potenti mai costruiti, il cuore pulsante del nuovo reattore.

Di che cosa si tratta? La fusione nucleare è un processo che ricava energia fondendo due più leggeri atomi di idrogeno in un più pesante atomo di elio. Poiché la massa del nuovo atomo costituito è comunque minore di quella totale dei due costituenti, la fusione genera una copiosa quantità di energia in eccesso, sotto forma di luce e calore. Questo processo avviene costantemente nelle stelle che fondono idrogeno per produrre elio.

La maggiore difficoltà. Sulla Terra l'idrogeno può essere estratto dall'acqua, ma per avere un deciso guadagno energetico occorre scaldarlo fino a portarlo allo stato di plasma, in cui gli elettroni vengono "strappati" dagli atomi. Parliamo però di temperature di 80 milioni di °C, sufficienti a fondere qualunque materiale entrasse a contatto con il plasma.

Il plasma in sospensione all'interno del toroide.

E qui entrano in azione i magneti superconduttori, che terrebbero il plasma "al suo posto" senza farlo entrare in contatto con i macchinari. Una delle configurazioni più promettenti è detta tokamak (parola di origine russa che sta per camera toroidale), un sistema dove il plasma surriscaldato viene fatto circolare in sospensione, grazie a campi magnetici molto intensi, all'interno di una macchina a forma di ciambella (toroide, in geometria).

La macchina. I magneti superconduttori a cui si lavora al MIT genererebbero un campo magnetico quattro volte più potente di quello utilizzato in ogni altro esperimento di questo tipo tentato finora. Se ci riusciranno sarà grazie a un nuovo materiale superconduttore, l'ossido di ittrio bario e rame, che dovrebbe ridurre costi, tempo e complessità dei magneti, nonché le loro dimensioni.

I ricercatori installeranno i magneti in un prototipo di reattore a fusione, un tokamak compatto chiamato SPARC, che dovrebbe essere pronto entro 15 anni ed essere in grado di produrre 100 milioni di watt di potenza, abbastanza per alimentare una piccola città senza emissioni di CO2. Se SPARC funzionasse come da copione potrebbe diventare un modello per creare un impianto commerciale a fusione nucleare due volte più grande.

Tra gli altri imponenti progetti di reattori a fusione ricordiamo anche ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), una collaborazione internazionale con base in Francia i cui primi risultati dovrebbero arrivare tra il 2025 e il 2035. Rispetto a ITER, un cilindro di 30 metri di diametro e altrettanti di altezza, SPARC dovrebbe produrre un output energetico cinque volte inferiore, ma con un dispositivo 65 volte più piccolo.

13 marzo 2018 Elisabetta Intini
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