Se ne sente parlare sempre più spesso, ma cos’è esattamente e cosa significa per il pianeta
di Lisa Ovi
Con le temperature medie globali in rapido aumento, siamo bombardati da ‘Ultimi Avvisi‘ sulla necessità di decarbonizzare l’economia globale e ridurre a zero le emissioni entro l’attuale decennio.
Il messaggio è ormai universale. Si tratti di attivisti, politici, servizi pubblici o società energetiche, la necessità di passare a forme di energia più pulite dei tradizionali combustibili fossili è chiara. E l’attuale quadro socio-politico internazionale non fa che confermare l’urgenza di una transizione energetica di cui l’Europa vuole farsi leader nel mondo.
Quando si parla di rinnovabili, gli ultimi anni hanno visto consolidarsi l’immagine di solare ed eolico o idroelettrico. Meno noto, ma già realtà è il potenziale di produrre energia a partire dalle biomasse o annullare le emissioni alla sorgente con tecnologie di cattura e stoccaggio o cattura e riutilizzo del carbonio.
L’alternativa nucleare
Eppure, il TAM TAM che sempre più si presenta alla nostra attenzione è quello del nucleare. Nucleare che l’Europa ha recentemente additato come possibile soluzione alla necessità di ridurre le emissioni di gas serra. Nucleare che potrebbe presto proporsi sotto forma di un nuovo genere di centrali, capaci di generare elettricità non più solo dalla fissione, ma dalla fusione degli atomi, in un’ondata di energia pressoché illimitata e priva di emissioni o scarti.
Costruire un reattore a fusione significa essenzialmente creare una stella artificiale. Il sogno di generare energia pulita e quasi illimitata coinvolge squadre internazionali di ricercatori ormai da decenni. Il suo enorme potenziale di approvvigionamento energetico ha reso giustificabili ingenti investimenti che proprio in quest’ultimo anno hanno portato alla notizia di successi promettenti. Eppure, l’argomento è spesso ancora trattato come una curiosità scientifica, non come una possibilità tangibile.
La fusione nucleare
Nella fusione nucleare, i nuclei atomici di atomi leggeri come l’idrogeno vengono fusi insieme per formare atomi più pesanti, come l’elio. In questo modo si ottiene una fonte di energia efficiente e molto più pulita e sicura dei combustibili fossili o dell’energia nucleare convenzionale, originata dalla fissione, in cui i nuclei di atomi pesanti vengono frammentati in nuclei più leggeri.
Il problema è che i nuclei atomici – privi di elettroni – sono tutti carichi positivamente e tendono a respingersi. Per riuscire nell’impresa servono temperature estremamente elevate a cui la materia non è più né solida, né liquida, né gassosa, ma diviene plasma, una zuppa di particelle ribollente e surriscaldata di difficile gestione.
All’interno delle stelle, il plasma è tenuto insieme dalla enorme gravità, ma qui sulla Terra, la soluzione più promettente e largamente adottata è quella del confinamento magnetico dove potentissimi campi magnetici confinano il plasma all’interno di un Tokamak, un tipo di dispositivo inventato in Unione Sovietica negli anni ’50 capace di mantenere il plasma intrappolato all’interno di una gabbia elettromagnetica che ne impedisce il contatto con le pareti del reattore.
I progetti più promettenti
Tra i progetti di sfruttamento della fusione più promettenti troviamo, ad esempio, il progetto ITER, (International Thermonuclear Experimental Reactor), condotto in Francia da Europa, Cina, Russia, Stati Uniti, India, Giappone e Corea del Sud; altro esempio è quello di SPARC, oggetto di ricerca e protagonista di recenti successi del consorzio Commonwealth Fusion Systems (CFS), società spin-out del MIT in cui l’italiana Eni ha creduto per prima ed è tuttora il principale finanziatore.
Un’ottima presentazione infografica della storia, natura e promessa della fusione nucleare si trova proprio sul sito eni.com, vincitore del premio Best Media Company per l’anno 2021.
È opinione diffusa che i gruppi di ricerca stiano per risolvere i complessi problemi scientifici che oggi rendono ancora impossibile produrre energia dalla fusione. ITER e SPARC – una volta ultimati ed accesi – dovrebbero finalmente poter dimostrare di essere in grado di generare più energia di quella che è necessario somministrare dall’esterno per “accendere” e confinare il plasma.
La differenza sostanziale tra ITER ed il progetto CFS sta nei magneti utilizzati. Quelli da 11,8 Tesla disposti all’interno di ITER sono costruiti con materiali superconduttori di niobio-titanio o niobio-stagno, che richiedono temperature estremamente basse, prossime allo zero assoluto. Commonwealth sfrutta invece superconduttori ad alta temperatura, che promettono di dare vita a dispositivi più piccoli ed economicamente vantaggiosi, a una ventina di gradi sopra lo zero assoluto.
La scorsa estate, i ricercatori del MIT e del Commonwealth hanno testato questo magnete innovativo in grado di generare un campo di induzione magnetica di 20 Tesla in uno spazio molto più piccolo. SPARC, il prototipo di reattore ora in costruzione a Devens, nei dintorni di Boston, includerà 18 di questi potenti magneti attorno al Tokamak, più numerosi altri che completeranno l’inviluppo destinato a confinare il plasma. Secondo i calcoli del Commonwealth, il prototipo potrebbe arrivare a produrre 11 volte più energia di quanta ne richieda per rimanere operativo.
Il mondo ha bisogno di eliminare l’inquinamento dal settore energetico e fermare le emissioni di gas serra per avere una possibilità di prevenire i livelli di riscaldamento globale più pericolosi. Raggiungere questi obiettivi significherà generare molta più elettricità per soddisfare la crescente domanda di veicoli plug-in, nonché case, edifici e fabbriche, che faranno più affidamento sull’elettricità per riscaldamento e raffreddamento.
L’ingresso sul mercato di energia prodotta dalla fusione, una fonte economica, coerente e abbondante, potrebbe svolgere un ruolo chiave sul futuro del pianeta.
Immagine: Robert Mumgaard, Wikimedia Commons
(lo)
