L'interno di un reattore Tokamak

La fusione nucleare è il Santo Graal dell'energia: pulita, sicura, praticamente illimitata. Replica il processo che alimenta il Sole per liberare quantità mostruose di energia. E dopo decenni di promesse non mantenute, l'era della fusione potrebbe finalmente essere alle porte. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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Come funziona la fusione
La fusione nucleare avviene quando due nuclei atomici leggeri, tipicamente isotopi dell'idrogeno come deuterio e trizio, si fondono insieme formando un nucleo più pesante, elio, e rilasciando energia. È lo stesso processo che alimenta le stelle. Il problema è che per fondere i nuclei bisogna superare la repulsione elettromagnetica tra protoni, e questo richiede temperature superiori a 100 milioni di gradi Celsius.

A queste temperature estreme, la materia esiste come plasma, un gas ionizzato dove elettroni e nuclei fluttuano liberamente. Il plasma deve essere confinato lontano dalle pareti del reattore, altrimenti le raffredderebbe istantaneamente, interrompendo la reazione. Ci sono due approcci principali: il confinamento magnetico, che usa campi magnetici potentissimi, e il confinamento inerziale, che usa laser per comprimere il carburante.

Differenza con la fissione
La fissione nucleare, usata nelle centrali attuali, divide nuclei pesanti come l'uranio per rilasciare energia. Genera scorie radioattive che restano pericolose per migliaia di anni e richiede sistemi di sicurezza complessi per prevenire fusioni del nocciolo. La fusione invece unisce atomi leggeri senza creare scorie a lunga vita. Il prodotto principale è elio, un gas inerte completamente innocuo.

Se qualcosa va storto in un reattore a fusione, il plasma si raffredda semplicemente e la reazione si spegne da sola in pochi secondi. Non può esplodere come Chernobyl o fondere come Fukushima. È intrinsecamente sicura. E il carburante, deuterio estratto dall'acqua marina e trizio prodotto nel reattore stesso, è praticamente illimitato. Un litro d'acqua di mare contiene abbastanza deuterio per generare l'energia equivalente a 300 litri di benzina.

Il traguardo storico del 2022
Il 5 dicembre 2022, gli scienziati del National Ignition Facility in California hanno raggiunto un traguardo storico: per la prima volta nella storia, una reazione di fusione ha prodotto più energia di quanta ne fosse stata immessa per innescarla. L'esperimento ha usato 192 laser giganteschi per bombardare una capsula di combustibile grande come un granello di pepe, comprimendola a pressioni e temperature stellari.

La reazione ha prodotto 3,15 megajoule di energia, contro i 2,05 megajoule forniti dai laser. Un guadagno energetico del 54 percento. Sembra poco, ma è la dimostrazione definitiva che la fusione controllata è fisicamente possibile. Non è più una questione di "se", ma di "quando".

I reattori del futuro
Il progetto più ambizioso è ITER, un reattore sperimentale in costruzione nel sud della Francia. Con un costo di oltre 20 miliardi di euro e la collaborazione di 35 nazioni, ITER punta a dimostrare che un reattore Tokamak può produrre 500 megawatt di potenza di fusione, dieci volte l'energia necessaria per riscaldare il plasma. I primi test ad alta potenza sono previsti per la fine degli anni 2030.

Ma ITER non produrrà elettricità commerciale. Servirà come banco di prova per DEMO, il prototipo successivo che dovrebbe entrare in funzione negli anni 2050. Nel frattempo, aziende private come Commonwealth Fusion Systems, TAE Technologies e Helion Energy stanno sviluppando reattori compatti che promettono di arrivare alla commercializzazione molto prima.

L'impatto sulla civiltà
Se la fusione nucleare diventerà economicamente competitiva, le conseguenze saranno rivoluzionarie. Potremmo desalinizzare oceani per ottenere acqua dolce illimitata. Alimentare veicoli elettrici senza emissioni. Produrre idrogeno verde su scala industriale. Estrarre CO2 dall'atmosfera con processi ad alta energia. Coltivare cibo in serre verticali climatizzate ovunque, anche nei deserti.

La fusione potrebbe risolvere la crisi climatica fornendo energia pulita abbondante esattamente quando ne abbiamo più bisogno. Potrebbe democratizzare lo sviluppo, portando elettricità economica ai miliardi di persone che ancora vivono senza. Potrebbe liberarci dalla dipendenza dai combustibili fossili e dalle tensioni geopolitiche che ne derivano.

La fusione nucleare è la promessa di imbottigliare le stelle. Dopo settant'anni di ricerca e miliardi investiti, stiamo finalmente imparando a domare il fuoco cosmico. E quando ci riusciremo, cambierà tutto.

 

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