La fusione è il fenomeno che fa brillare le stelle come il nostro sole. Il processo di fusione combina atomi di elementi leggeri come l'idrogeno ad alta temperatura per formare elio, che rilascia enormi quantità di energia sotto forma di calore. Più precisamente, una miscela di due forme di idrogeno (deuterio e trizio) viene riscaldata a una temperatura 10 volte superiore a quella del nucleo del Sole per formare un plasma controllabile (zuppa di mais). Gli atomi di deuterio e trizio, che normalmente si respingono, si fondono per formare elio e rilasciare energia che può essere recuperata per produrre elettricità. L'approccio europeo congiunto di Torus si basa sull'uso di potenti magneti per mantenere questo plasma caldo in una macchina a forma di anello (o a ciambella), chiamata tokamak.
Il 3 ottobre 2023, durante un esperimento utilizzando 0,2 milligrammi di carburante (plasma ottenuto da deuterio e trizio), il jet tokamak ha sostenuto con successo una reazione di fusione per cinque secondi, producendo un'energia di 69 megajoule, rispetto ai 58 megajoule che componevano il energia nucleare. Il precedente record mondiale risale a due anni fa. Nel 1997, un precedente esperimento durò appena 0,15 secondi per 22 megajoule.
“Abbiamo aumentato leggermente la potenza dal 2022. Quindi abbiamo molta più potenza rispetto a prima sull'aereo. Ci sono voluti solo cinque secondi perché la macchina non può resistere a lungo, data la sua età. La cosa importante qui è che abbiamo dimostrato di poter sostenere la reazione di fusione alla temperatura di 150 milioni di gradi per diversi secondi producendo allo stesso tempo molta energia“, esulta il belga Jeff Ongina, direttore del Laboratorio di Fisica del Plasma presso la Regia Scuola Militare e uno dei 300 ricercatori che hanno partecipato a questo esperimento attraverso il consorzio europeo Eurofusion. Anche questo è importante perché dimostra che hai padroneggiato la tecnica. Infatti, in autunno, per diverse settimane, abbiamo condotto ogni giorno diversi esperimenti di fusione, che sono stati migliorati rispetto ai nostri esperimenti di due anni fa. Impulso (Disimballaggio, ndr) dal 3 ottobre è il migliore della serie, ma gli altri si avvicinano sempre di più. Quindi ora possiamo dire che abbiamo interazioni stabili e ripetibili. Non è solo una volta, ne abbiamo tante! È quindi riproducibile e dimostra che sappiamo molto bene come far funzionare un reattore a fusione. Questo è molto importante per il futuro perché serve da modello per il progetto Iter.
Dimostrazione del 2050
Il futuro reattore Iter, da 8 a 9 volte più grande del Jet e attualmente in costruzione a Cadarache (Francia), dovrebbe dimostrare non solo la fattibilità scientifica della fusione nucleare come ha fatto Jet, ma anche la sua fattibilità tecnologica, spiega il fisico. “Le idee che abbiamo testato con Jet per trovare la formula migliore (diverse miscele di gas, diversi modi per riscaldarlo, ecc.) dovrebbero essere verificate da Iter. Se i risultati saranno buoni, avremo tutti gli elementi scientifici e tecnici necessari per realizzare un grande prototipo di reattore che fornirà elettricità alla rete, chiamato pilota. L’obiettivo è avere la versione beta nel 2050.”
Grazie al successo europeo è stato compiuto un “nuovo passo” verso la fusione nucleare
Secondo Jeff Ongina, grazie alle sue grandi dimensioni, Iter dovrebbe, ad esempio, consentire di liberare energia attraverso la fusione dieci volte maggiore di quella necessaria per portare il plasma ad alta temperatura. Infatti, nel caso del record dell’ottobre 2023, i megawatt di calore rilasciati (12,4 MW) sono ancora inferiori a quelli immessi (34,6 MW) per riscaldare il plasma dai grandi impianti di riscaldamento. “Ma sappiamo benissimo che se aumentiamo le dimensioni della macchina avremo più feedback.Le reazioni dovrebbero anche poter durare più a lungo con Iter; In definitiva, affinché la fusione sia operativa, deve durare diverse ore al giorno.
Conseguenze dell’uscita della Gran Bretagna dall’Unione Europea
Tuttavia, queste incoraggianti prospettive si trovano oggi ad affrontare un doppio problema: il progetto ITER sta accumulando ritardi su ritardi, e la sua effettiva implementazione utilizzando deuterio trizio (come nel Jet) è prevista solo nel 2035. Allo stesso tempo, si prevede che l'aereo verrà chiuso nei prossimi mesi. …e i processi dell'ottobre 2023 furono in realtà ufficialmente gli ultimi.
Qual è in primo luogo il motivo di questa chiusura di questo progetto europeo? L’uscita della Gran Bretagna dall’Unione Europea. “È molto brutto. L'aereo nel Regno Unito è ora fuori dall'Unione europea. Quindi i finanziamenti dell'Europa sono finiti perché non è più Europa! Quindi c'è carenza di denaro. Quindi gli inglesi hanno deciso di chiudere l'aereo. Ma noi gli scienziati sperano – e la nostra illusione è scientifica, non politica – che le due parti siano Euroatum (Il programma è sostenuto dalla Commissione Europea, ndr) Il Regno Unito è tornato al tavolo per risolvere questo problema. Credo che la diplomazia belga, visto che attualmente il Belgio detiene la presidenza del Consiglio dell'Unione europea, possa svolgere un ruolo importante.“, stima Jeff Ongina. È abbastanza paradossale: abbiamo una macchina ben funzionante che può continuare a funzionare per dieci anni, e dove l'Europa ha investito miliardi e si sta spegnendo… stiamo solo iniziando a esplorare cose che sognavamo negli anni precedenti. Abbiamo provato molte cose a Jet, ma ci sono ancora molte altre cose che possiamo fare lì per prepararci a Iter. Abbiamo ottenuto questo buon risultato ad ottobre, ma possiamo ancora migliorarlo e vedere come Iter potrà fare meglio, il che gli farà risparmiare tempo. Possiamo anche raggiungere Iter eseguendo esperimenti Jet in parallelo. Inoltre c’è un altro problema: se l’aereo sarà chiuso, dove andranno ad allenarsi le giovani generazioni di europei che dovranno prepararsi per ITER? In Cina ? in Giappone ? Non è impossibile, ma è complicato. Il volo dura 14 ore, c'è una differenza di 8 ore, non possiamo andarci una settimana come facciamo quando facciamo esperimenti sull'aereo…”
Il progetto Iter è in fermento
Il mondo insiste ancora sull'interesse dell'integrazione e della ricerca: “SSe contiamo su quanto abbiamo prodotto il 3 ottobre fondendo 0,2 milligrammi di carburante, saremo in grado di produrre da 15 grammi di carburante tutta l’energia elettrica che un europeo consuma durante i suoi 80 anni di vita. La fusione utilizza anche l'idrogeno, che si trova nell'acqua di mare, quindi la fonte è inesauribile. Per quanto riguarda i rifiuti, solo l'involucro in acciaio diventa radioattivo, ma abbastanza debole da poter essere riciclato entro un centinaio di anni. Lo scarto della reazione stessa è un gas inerte che non è radioattivo e non reagisce. Dobbiamo aggiungere nuovi sistemi di produzione di energia ai sistemi esistenti. Fusion è una soluzione meravigliosa, inesauribile e perfettamente compatibile con il nostro ambiente.
Nonostante una petizione firmata da quasi un migliaio di scienziati che chiedono un prolungamento della vita dell'aereo, il capo dell'Autorità britannica per l'energia atomica (UKAEA) e il capo di Eurofusion hanno confermato durante i risultati della conferenza stampa di annuncio che il Jet è ormai iniziato la sua fase di dismissione.
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