Le ricerche nel settore della fusione nucleare procedono speditamente e raggiungono un altro importante traguardo che ha permesso di ottenere una produzione di energia mai registrata fino ad ora. Il nuovo reattore ha generato una specie di piccolo sole, illuminando così il futuro delle energie pulite.

Il reattore sperimentale europeo JETJoint European Torus, ha recentemente stabilito un nuovo traguardo, il 3 ottobre 2023, realizzando una produzione record di 69 megajoule per 5 secondi, con il solo utilizzo di 0,2 milligrammi di combustibile.

Con questo risultato ha superato il suo record precedente, raggiunto nel 2022, con la produzione di 59 megajoule per 5 secondi.

Il reattore, situato nel Regno Unito ad Oxfordshire, esiste dal 1977 e rappresenta l’impianto per lo studio della fusione nucleare più grande di tutta l’Europa. L’unico in grado di operare utilizzando una miscela di combustibile composta da deuterio e trizio, in quantità ridottissime.

Questi elementi hanno dato il nome all’esperimento, chiamato appunto DT3, e la loro combinazione, in grado di offrire alte prestazioni, sarà la stessa impiegata nelle centrali a fusione del futuro.

Numerosi i soggetti protagonisti per la riuscita dell’esperimento: EUROfusion, il consorzio europeo che si occupa della ricerca sulla fusione; l’ ENEA, Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile; il CNR, il Consiglio nazionale delle ricerche; il Consorzio RFX di Padova e diversi atenei.

L’esperimento del reattore per la produzione di energia

Nell’esperimento DT3 è stata raggiunta una temperatura di 150 milioni di gradi Celsius, un valore di circa dieci volte quello del nucleo del Sole.

La fusione, infatti, imita i processi energetici che avvengono nelle stelle e nel Sole, quando nuclei leggeri, fondendosi per creare atomi più pensati, rilasciano una incredibile quantità di energia. Un’energia che, se ricreata, potrebbe essere utilizzata in molti settori. E l’obiettivo per i prossimi anni è proprio quello di riuscire a sfruttare la fusione nucleare e ad applicarla su scala industriale come fonte di energia sostenibile, con un basso impatto ambientale.

Nell’esperimento è stato utilizzato un tokamak: un reattore dalla forma toroidale, tipo una ciambella, dove è stato generato un campo magnetico, in grado di contenere con stabilità il plasma prodotto dalla accelerazione degli atomi fino alla loro fusione.

Per non perdere tempo prezioso, sono già in corso il progetto ITER, per la costruzione nel Sud della Francia di un importante impianto sperimentale di fusione, e il successivo progetto DEMO, per la realizzazione futura di un impianto dimostrativo.

L’energia nucleare e le fonti rinnovabili per una svolta green

Le prime centrali nucleari risalgono agli anni ’50 -al 1956, per la precisione, con Calder Hall a Windscale, in Inghilterra– e nel corso dei decenni si sono evolute, cambiando processi e materiali. Ancora oggi, però, il loro funzionamento si basa su una reazione a fissione, in cui l’atomo viene diviso liberando una grande quantità di energia.

Oltre al rischio di incidenti, una delle maggiori difficoltà relative alle centrali nucleari a fissione è il controllo sulle scorie radioattive, con tutti i rischi connessi per la salute umana e quella ambientale, che generano ancora molta preoccupazione.

Le applicazioni della fissione nucleare non riguardano solo la produzione di energia tramite centrali. Ad esempio, la Cina ha recentemente presentato l’ambizioso progetto di una nave portacontainer alimentata ad energia nucleare di quarta generazione.

E la fusione nucleare? Sebbene esistano reattori a fusione, cioè in grado di produrre energia unendo atomi diversi, questi non sono ancora in grado di garantire una produzione continuativa. Si tratta solo di impianti sperimentali, come il reattore JET.

Raggiungere la fusione nucleare, però, permetterebbe la produzione di energia con un quantità minore di combustibile, si parla di 2-3 g., e con la creazione ridotta e controllata di scorie radioattive.

La fusione sembrerebbe quindi la soluzione ideale. Tuttavia, la difficoltà risiede nella costruzione di reattori nucleari capaci di contenere la produzione di plasma e l’enorme quantitativo di energia prodotta.

Verso nuove forme di energia pulita

Anche in Italia, il dibattito sull’energia nucleare è molto acceso, come nel resto del mondo, per la necessità di conciliare la sempre maggiore richiesta di energia, anche con la diffusione delle auto elettriche e dei servizi a loro dedicati, con il bisogno di abbattere le emissioni di CO2, gestire il cambiamento climatico e puntare a una maggiore sostenibilità. L’impiego di fonti rinnovabili è dunque necessario.

Molto interesse suscitano anche i microreattori, reattori nucleari modulari e modulabili, che possono essere impiegati anche nella produzione di idrogeno.

Lo studio per la ricerca di nuove forme di energia pulita procede a velocità sostenuta e, naturalmente, va oltre il nucleare. Grandi speranze sono infatti riposte nell’energia solare, anche grazie alla disponibilità di nuovi pannelli ad alte prestazioni, e all’eolico. Basti pensare che nel 2023, per la prima volta, la produzione di energia elettrica da fonti fossili in Europa è stata superata da quella prodotta dal vento.