2 secondi di fusione nucleare al MIT

Gli scienziati e gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno fatto un importante passo in avanti nella messa a punto del loro sistema di fusione nucleare sul modello del tokamak (confinamento magnetico del plasma): un nuovo record di pressione prodotta sul plasma all'interno del reattore.

Aumentare la pressione sul plasma è una delle chiavi per la produzione di energia da fusione nucleare: il 30 settembre scorso, nell'Alcator C-Mod del MIT, per la prima volta sono state superate le 2 atmosfere, ossia il 15% in più di quanto realizzato finora.

Negli esperimenti di fusione realizzati con reattori a confinamento magnetico, il plasma è gas portato a temperature elevatissime: quello che si cerca di fare è mantenere nel tempo la fusione - in uno stato di cosiddetto autosostentamento - e di sfruttare l'energia termica liberata per produrre energia elettrica. In teoria, la fusione nucleare potrebbe garantire energia in quantità virtualmente illimitata e "pulita", almeno al netto dell'inquinamento dovuto a ciò che è stato costruito per arrivarci.

La teoria c'è da tempo, e abbiamo anche un bell'esempio di reattore a fusione nucleare perfettamente funzionante: il Sole.

Da qualche miliardo di anni la nostra stella fonde infatti idrogeno in elio, e nel processo emette tutta l'energia che tiene in vita il nostro pianeta. Il tutto avviene a temperature e pressioni elevatissime: si stima che il nucleo del Sole si trovi a circa 15.000.000 di gradi alla densità di 150.000 kg/metro cubo!

Temperatura e pressione. Sulla Terra, il problema è la pressione. La tecnologia ci permette di arrivare anche a 50 milioni di gradi, seppure per tempi brevissimi e ricorrendo a sistemi quali il confinamento magnetico per tenere il plasma sospeso a mezz'aria all'interno del reattore, per evitare che tocchi le pareti (che altrimenti si distruggerebbero catastroficamente). Abbiamo bisogno di temperature così elevate per compensare il fatto che non siamo in grado di aumentare a livelli significativi la pressione nel reattore.

A ogni piccolo aumento di pressione, infatti, l’instabilità del plasma aumenta in modo esponenziale.

Alcator C-Mod. Il precedente record di pressione nel reattore è del 2005, quando sono state toccate 1,77 atmosfere: il nuovo record è di 2,05 atmosfere, e la conseguenza apprezzabile immediata è stata quella di poter tenere il plasma a 35 milioni di gradi per il tempo sufficiente a produrre 300 miliardi di reazioni di fusione al secondo in un volume di circa un metro cubo.

«Questo risultato conferma che le pressioni richieste per un plasma ai fini della fusione possono essere ottenute con successo in una macchina come Alcator C-Mod», ha commentato Riccardo Betti (università di Rochester).

La macchina del MIT è un tokamak (parola di origine russa che sta per camera toroidale), sistema dove il plasma surriscaldato viene fatto circolare in sospensione, grazie a campi magnetici molto intensi, all'interno di una ciambella.

Camera toroidale:
vedi Tori, sfere pelose e iper-samurai

ITER. Tra mille rinvii e investimenti miliardari (in euro), in Francia l'Europa sta costruendo ITER, macchina concettualmente simile all'Alcator C-Mod ma 800 volte più grande in volume: questo gigantesco tokamak dovrebbe poter operare con un campo magnetico di intensità inferiore e, nelle previsione, dovrebbe poter raggiungere le 2,6 atmosfere di pressione attorno al 2032.