Immagina una fonte di energia inesauribile, capace di alimentare le nostre case e le nostre città senza produrre emissioni di CO2 o scorie radioattive a lunga vita. Non è più solo fantascienza, è il sogno, sempre più vicino, di realizzare la fusione nucleare. Questo processo che alimenta le stelle, potrebbe rivoluzionare il nostro approccio all’energia. Scopriamo insieme cos’è, dove siamo arrivati e quali sono le sue potenzialità.
Cos’è la fusione nucleare?
La fusione nucleare è il processo che avviene nel cuore delle stelle, incluso il nostro Sole. In parole semplici, avviene quando due nuclei atomici leggeri come l’idrogeno, si fondono per formarne uno più pesante come l’elio. Questo rilascia una quantità immensa di energia sotto forma di luce e calore. A differenza della fissione nucleare, usata oggi nelle centrali, la fusione non produce scorie radioattive di lunga durata e comporta rischi di incidenti catastrofici di gran lunga inferiori.
Riprodurre questo fenomeno sulla Terra è però una sfida immensa. Per far fondere i nuclei, servono temperature e pressioni incredibili, paragonabili a quelle del centro del Sole. Malgrado le difficoltà, la scienza ha compiuto passi da gigante.
Cenni storici sulla fusione nucleare
La fusione nucleare è stata teorizzata per la prima volta negli anni ’30, quando i fisici iniziarono a studiare le reazioni che avvengono nel Sole. Ma è stato nel 1952 che la fusione ha mostrato per la prima volta il suo volto, purtroppo devastante. Il test della bomba a idrogeno “Ivy Mike” condotto dagli Stati Uniti nell’atollo di Enewetak, nelle Isole Marshall. Questo esperimento produsse un’esplosione di 10 megatoni, distruggendo completamente l’isola e lasciando un cratere di quasi due chilometri.
Questa applicazione militare ha segnato una pagina oscura nella storia della fusione, mostrando il suo immenso potenziale distruttivo. Ma ha anche acceso un dibattito etico su come sfruttare questa energia. Le popolazioni locali furono gravemente colpite, le conseguenze ambientali e sanitarie si fanno sentire ancora oggi, lasciando una ferita che non si è mai rimarginata.
Fortunatamente, negli anni successivi, l’attenzione della comunità scientifica si è spostata verso applicazioni pacifiche, con la speranza di trasformare questa energia in una forza positiva per l’umanità.
A che punto siamo oggi?
Dopo decenni di ricerca, nel 2022 per la prima volta, un esperimento di fusione ha prodotto più energia di quanta ne fosse stata consumata per avviarlo. Questo storico risultato è stato ottenuto dal National Ignition Facility (NIF) negli Stati Uniti, utilizzando laser potentissimi per comprimere e riscaldare il combustibile.
In Europa, il progetto ITER, situato a Cadarache in Francia, è uno degli sforzi più ambiziosi mai intrapresi. ITER punta a dimostrare che la fusione è tecnicamente ed economicamente realizzabile. Si prevede che il primo plasma verrà prodotto entro il prossimo decennio. Il progetto DEMO, che seguirà ITER, ha l’obiettivo di trasformare questa tecnologia in centrali elettriche commerciali.
Il contenimento magnetico: una sfida cruciale
Una delle grandi difficoltà della fusione è confinare il plasma, un gas ionizzato a temperature elevatissime. Per evitare che tocchi le pareti del reattore e fonderle, si usano campi magnetici estremamente potenti.
La tecnologia più promettente è il tokamak, un dispositivo che usa magneti superconduttori per creare un campo toroidale (a forma di ciambella), confinando il plasma al centro della camera. Gli sviluppi nei materiali superconduttori stanno migliorando l’efficienza di questi magneti, rendendoli più potenti e affidabili.
Un’altra soluzione è lo stellarator che utilizza campi magnetici complessi e non richiede correnti interne. Sebbene più complesso da progettare, questo approccio potrebbe offrire maggiore stabilità.
Il contributo dell’Italia
Anche l’Italia ha un ruolo chiave nella ricerca sulla fusione. L’ENEA (Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile) partecipa a progetti internazionali come ITER e DEMO. Il centro DTT (Divertor Tokamak Test) di Frascati è tra le strutture più avanzate al mondo per testare materiali e tecnologie per i reattori a fusione.
ENI, il colosso energetico italiano, ha investito nella startup americana Commonwealth Fusion Systems, che sviluppa reattori con magneti superconduttori innovativi. Questo dimostra un impegno concreto per accelerare la transizione verso fonti di energia sostenibile.
Le università italiane, come il Politecnico di Milano e l’Università di Pisa, lavorano su tecnologie avanzate, dai magneti ai sensori, contribuendo a portare avanti il progresso.
Gli attori globali
Oltre a ITER, molte aziende private stanno accelerando i progressi. Negli Stati Uniti, Commonwealth Fusion Systems punta su magneti innovativi per ridurre i costi. Nel Regno Unito, Tokamak Energy lavora su reattori modulari. In Cina e Corea del Sud si registrano record di stabilità del plasma, un passo cruciale per la sostenibilità della fusione.
Anche il Giappone e la Russia rimangono protagonisti, contribuendo alla ricerca globale con collaborazioni e tecnologie avanzate.
Le sfide e le opportunità
Nonostante i progressi, le sfide sono ancora molte: mantenere il plasma stabile, gestire materiali esposti a condizioni estreme e ridurre i costi dei reattori. Tuttavia, la fusione potrebbe offrire energia pulita e sicura per secoli, affiancandosi alle rinnovabili e riducendo la dipendenza dai combustibili fossili.
Un futuro luminoso
La fusione nucleare rappresenta una delle più grandi sfide scientifiche del nostro tempo. Se riusciremo a superare gli ostacoli, potremmo rivoluzionare il modo in cui produciamo energia, garantendo un futuro sostenibile. La strada è lunga ma i progressi compiuti ci danno speranza. La fusione non è più un sogno ma una concreta possibilità per cambiare il mondo. L.L.