-Fusione nucleare: l’aiuto inaspettato per il clima

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La -fusione nucleare è molto difficile da gestire e da generare ma le recenti scoperte e i massicci investimenti possono davvero cambiare le cose? sembra che qualcosa si stia muovendo e che addirittura i cambiamenti climatici possano arrestarsi. Naturalmente si dovrà continuare con lo sviluppo tecnologico per vedere questo sogno diventare realtà.


Fusione nucleare: il più grande reattore del mondo


-Fusione nucleare: come funziona?

Non tutti siamo scienziati ma è bene conoscere le differenze tra fissione nucleare e fusione nucleare. La prima alimenta le centrali nucleari moderne prendendo atomi di grandi dimensioni e instabili che poi si dividono. La seconda invece prende piccoli atomi e li unisce per formare atomi più grandi. L’otto Agosto 2021, un esperimento avviato dal laser presso il National Ignition Facility degli Stati Uniti con sede presso il Lawrence Livermore National Laboratory in California, ha compiuto un importante passo avanti nel riprodurre la fonte di energia delle stelle.

L’energia delle stelle è riproducibile?

L’esperimento di Agosto ha battuto il record del 2018 per l’energia rilasciata dalle reazioni di fusione nucleare. Questo progresso ha visto il 70 percneto dell’energia laser immessa rilasciata come energia nucleare. Un impulso di luce focalizzato su minuscoli punti all’interno di una camera a vuoto di 10 metri di diametro ha innescato il collasso di una capsula di carburante dalle dimensioni della pupilla dell’occhio al diametro di un capello umano. Questa implosione ha creato le condizioni estreme di temperatura e pressione necessarie agli atomi di idrogeno per combinarsi in nuovi atomi. Si è così rilasciato chilogrammo per chilogrammo 10 milioni di volte l’energia che risulterebbe dalla combustione del carbone.

-Fusione nucleare: è dannosa per l’ambiente?

Gli scienziati sono da tempo entusiasti della fusione perché non produce anidride carbonica o scorie radioattive di lunga durata, poiché il carburante di cui ha bisogno due tipi di idrogeno noti come deuterio e trizio è abbastanza abbondante da durare almeno migliaia di anni e perché non ci sono possibilità di fusione. A differenza delle rinnovabili come l’eolico e il solare anche gli impianti basati sulla fusione occuperebbero poco spazio rispetto alla potenza che sarebbero in grado di generare.

Energia nucleare: salverà il clima?

La svolta riguarda però solo la dimostrazione del principio perché la quantità totale di energia generata non è impressionante, è appena sufficiente per far bollire un bollitore. Né la misurazione del guadagno tiene conto dell’energia utilizzata per far funzionare l’impianto ma solo di ciò che c’è nell’impulso laser. Nonostante tutto è comunque un momento fondamentale nella ricerca decennale per produrre energia da fusione e utilizzarla per alimentare il pianeta, che è la più grande sfida scientifica e tecnologica che l’umanità abbia mai intrapreso.

Fusione Nucleare: nuovi reattori in costruzione

Il Dottor Mark Herrmann capo del programma di fusione afferma che l’ultimo sviluppo è stato “una sorpresa per tutti”. Molti progressi sono stati fatti con un diverso tipo di dispositivo di fusione, il tokamak: una macchina a forma di ciambella che utilizza un tubo di campi magnetici per confinare il carburante il più a lungo possibile. L’Experimental Advanced Superconducting Tokamak della Cina ha stabilito un altro record mondiale a maggio mantenendo il carburante stabile per 100 secondi a una temperatura di 120 gradi centigradi, otto volte più calda del nucleo solare. 

Il mondo rincorre l’energia nucleare

La più grande macchina a fusione magnetica mai realizzata al mondo l’Iter è in costruzione nel sud della Francia e molti esperti pensano che avrà la scala necessaria per raggiungere un guadagno netto di energia. La Joint European Torus (Jet) con sede nel Regno Unito detiene l’attuale record di fusione magnetica per potenza del 67 percento sta per tentare di produrre la più grande quantità totale di energia di qualsiasi macchina a fusione nella storia.

L’Inghilterra punta forte sulla fusione

Si stanno esplorando anche altri progetti alternativi: il governo del Regno Unito ha annunciato piani per un tokamak avanzato con un’innovativa geometria sferica e “gli stellarators” un tipo di dispositivo di fusione che era stato consegnato ormai ai libri di storia e che invece stanno godendo di una rinascita grazie alle nuove tecnologie come i magneti superconduttori.

-Fusione nucleare: arrivano gli investimenti privati

La Fusion Industry Association recentemente costituita stima che più di 2 miliardi di dollari di investimenti siano stati investiti nelle startup della fusione. La costruzione di reattori sperimentali da parte di queste aziende sta procedendo a un ritmo fenomenale: Commonwealth Fusion Systems ha iniziato la costruzione di un reattore dimostrativo in Massachusetts. TAE Technologies ha appena raccolto 280 milioni di dollari per costruire il suo prossimo dispositivo.

La rinascita degli investimenti privati

General Fusion con sede in Canada ha scelto di ospitare il suo nuovo impianto da 400 milioni di dollari nel Regno Unito. Questo sarà costruito nell’Oxfordshire, un hotspot emergente per l’industria che ospita imprese private First Light Fusion e Tokamak Energy nonché i dispositivi di aggiornamento Jet and Mast (Mega Amp Spherical Tokamak) finanziati con fondi pubblici gestiti dall’Autorità per l’energia atomica del Regno Unito.

-Fusione nucleare: chi sono i grandi investitori privati?

Alcuni degli investitori in queste aziende hanno un patrimonio impossibile da decifrare: Jeff Bezos, Peter Thiel, Lockheed Martin, Goldman Sachs, Legal & General e Chevron hanno tutti finanziato imprese che perseguono questa nuova fonte di energia nucleare. Per ora i laboratori finanziati con fondi pubblici stanno producendo risultati molto più avanti delle aziende private ma questo potrebbe cambiare.

Fusione nucleare: quali sono le problematiche?

Un reattore commerciale dovrà risolvere diversi difficili problemi ingegneristici come l’estrazione dell’energia termica e la ricerca di materiali in grado di resistere al bombardamento implacabile che la camera del reattore riceverà nel corso della sua vita. I reattori a fusione devono essere autosufficienti anche nel trizio, uno dei due tipi di idrogeno che vengono immessi come combustibile.  In tutto il mondo diverse strutture di recente apertura sono dedicate a risolvere questi problemi e tutti in fusione sono fiduciosi che gli ostacoli possano essere superati: il progresso dipende dagli investimenti e dalla volontà. 

I Vaccini mRNA

Per trovare esempi di come questi due fattori possono essere trasformativi bisogna pensare alla pandemia. Un colpo improvviso sia di investimento che di motivazione ha trasformato l’uso dell’mRNA per combattere le malattie da un’idea folle a una tecnologia accettata sotto forma di vaccini Pfizer e Moderna. Katalin Karikó il cui lavoro fondamentale sull’mRNA è stato la chiave del successo della tecnologia ha avuto la volontà di perseverare per molti anni con pochi riconoscimenti e anche meno finanziamenti. La sua dedizione e quella dei suoi colleghi combinata con un massiccio investimento nello sviluppo, nei test e nella distribuzione è ciò che ha permesso ai vaccini di essere pronti in tempi record.

Fusione Nucleare: un aiuto per combattere il riscaldamento climatico

Il riscaldamento globale ha reso sempre più urgente la necessità di trasformare l’energia di fusione priva di carbonio in una fonte di energia utilizzabile. La risposta del mondo finora è stata insufficiente: siamo nel 2021 e oltre l’80 percento del consumo globale di energia primaria proviene ancora da carbone, petrolio e gas. Il consumo di combustibili fossili è aumentato tra il 2009 e il 2019 e si è arresto ovviamente ne 2020 causa pandemia. Anche se i progressi fino ad oggi sono stati lenti la maggior parte delle Nazioni Globali si è impegnata a raggiungere l’azzeramento delle emissioni di carbonio entro il 2050.

Il tempo è l’unico nemico per la fusione

Coloro che lavorano nella fusione riconoscono che il tempo è essenziale e fa parte di ciò che sta motivando la recente accelerazione. La visione delle startup vede necessariamente l’energia da fusione dispiegata a un ritmo senza precedenti. “Se vogliamo contribuire allo zero netto entro il 2050, dobbiamo costruire impianti multipli negli anni 2040” dice Nick Hawker CEO di First Light Fusion. Ricordiamo che la fusione potrebbe offrire alle persone nei paesi in via di sviluppo le stesse opportunità di consumo energetico di cui godono oggi le persone nelle nazioni sviluppate piuttosto che arrivare ai tagli globali che potrebbero essere necessari.

Fusione Nucleare: la Terra ne ha bisogno

Probabilmente avremo bisogno della fusione anche ben oltre il 2050, come fonte di energia su larga scala per estrarre l’anidride carbonica che abbiamo già immesso nell’atmosfera e perché è l’unico modo fattibile per esplorare lo spazio oltre le immediate vicinanze della Terra. Se l’energia da fusione commerciale è pronta in tempo per aiutare o meno con il riscaldamento globale dipenderà da noi come società e da quanto desideriamo o no, ma abbiamo bisogno dell’energia delle stelle dalla nostra parte. Ora o mai più.

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