Fusione nucleare, un nuovo record raggiunto dal consorzio EUROfusion

Il consorzio EUROfusion ha annunciato che i ricercatori europei del Joint European Torus (JET) di Oxford (Regno Unito) hanno stabilito un nuovo record mondiale per quanto riguarda l'energia da fusione nucleare sostenuta e controllata.

La fusione, il processo che alimenta stelle come il nostro Sole, promette una fonte pulita di calore ed elettricità a lungo termine, utilizzando piccole quantità di combustibile che può essere ottenuto in tutto il mondo da materiali poco costosi.

L'esperimento ha visto il rilascio di 69,26 megajoule di calore durante un singolo impulso nel JET. Rilasciato in cinque secondi da soli 0,21 milligrammi di combustibile, il record equivale all'energia rilasciata dalla combustione di 2 chilogrammi di carbone. Non è molto, ma ogni passo in avanti è importante.

Il JET è unico tra gli attuali tokamak per la sua capacità di funzionare con il combustibile deuterio-trizio che costituirà la base per i futuri reattori a fusione come ITER e la centrale elettrica dimostrativa DEMO. I tokamak sono reattori nucleari a fusione di forma toroidale che intrappolano una nuvola di combustibile caldo e ionizzato o plasma a forma di ciambella in una gabbia di campi magnetici.

Il deuterio e il trizio sono due varianti più pesanti dell'idrogeno e insieme offrono la più alta reattività di tutti i combustibili da fusione. A una temperatura di 150 milioni di gradi Celsius, il deuterio e il trizio si fondono per formare elio e rilasciare un'enorme quantità di energia termica senza alcun contributo all'effetto serra. La fusione è intrinsecamente sicura in quanto non può avviare un processo fuori controllo e non produce scarti di lunga durata come le scorie frutto della fissione nucleare.

Il record ottenuto dal JET rappresenta una quantità di energia 20 volte maggiore a quella rilasciata in un esperimento svolto presso il National Ignition Facility (NIF) del Lawrence Livermore National Laboratory nel 2023.

Il nuovo risultato del team EUROfusion supera i precedenti record mondiali di 59 megajoule (2022) e 22,7 megajoule (1997), stabiliti sempre al JET. Gli scienziati del JET sono stati in grado di riprodurre in modo affidabile le condizioni di fusione necessarie per il nuovo record in più impulsi sperimentali, dimostrando comprensione e controllo sui complessi processi di fusione.

"Forse ancora più interessante per me dei risultati ottenuti è ciò che abbiamo raggiunto in termini di scenari operativi per ITER", ha spiegato il capo della Tokamak Exploitation Task Force di EUROfusion, Emmanuel Joffrin del CEA, membro francese di EUROfusion. "Non solo abbiamo dimostrato come ammorbidire il calore intenso che scorre dal plasma allo scarico, ma abbiamo anche mostrato in JET come possiamo portare il bordo del plasma in uno stato stabile evitando così esplosioni di energia che raggiungono la parete. Entrambe le tecniche hanno lo scopo di proteggere l'integrità delle pareti delle future macchine. Questa è la prima volta che siamo in grado di testare questi scenari in un ambiente di deuterio-trizio".

Gli aggiornamenti degli ultimi dieci anni hanno portato le specifiche tecniche del JET il più vicino possibile a quelle di ITER, consentendo studi che consentiranno alla futura macchina di partire con successo quando entrerà in funzione.

ITER è il successore di JET e la sua costruzione è in corso a Cadarache, nel Sud della Francia. Originariamente previsto per essere aperto nel 2016 e costare circa 5 miliardi di euro, da allora il suo prezzo è quasi quadruplicato e il suo avvio è stato posticipato al 2025 - esperimenti su vasta scala non sono, per ora, previsti almeno fino al 2035.