L'esperimento di fusione stabilisce un nuovo record di energia

L'era del Joint European Torus (JET) si conclude con un nuovo record mondiale di energia da fusione. L'impianto di prova europeo nel Regno Unito ha generato 69 megajoule di energia per cinque secondi, più di qualsiasi altro impianto di fusione prima di lui. Questi risultati sono stati presentati dall'Autorità per l'Energia Atomica del Regno Unito (UKAEA) in una conferenza stampa l'8 febbraio 2024.

Le centrali a fusione sono progettate per imitare i processi che avvengono all'interno del sole, dove i nuclei atomici leggeri dell'idrogeno si fondono insieme. Per farlo, le particelle devono superare la loro repulsione elettrica. Mentre nel sole l'enorme forza di gravità comprime e riscalda tutto a sufficienza, nei reattori terrestri questo richiede forti campi magnetici e temperature elevate, superiori ai 100 milioni di gradi Celsius. Il nuovo risultato del J.P.I. è stato ottenuto grazie alla collaborazione con il Centro di Ricerca e Sviluppo di J.P.I.. Il nuovo risultato di JET è uno degli ultimi: proviene da un'ultima serie di esperimenti condotti con JET prima della sua disattivazione nel dicembre 2023. Le tecniche studiate con l'impianto a partire dal 1983 hanno fornito per quattro decenni le basi per il suo successore molto più grande ITER in Francia, che è ancora in costruzione dopo numerosi ritardi.

Anche con gli esperimenti del dicembre 2021 JET ha raggiunto un record mondiale annunciato nel 2022 rilasciando 59 megajoule di calore durante una scarica di plasma durata cinque secondi, che corrisponde al potere calorifico di diversi chilogrammi di lignite. E come è stato reso noto, il 3 ottobre 2023 JET ha battuto il suo stesso record di dieci megajoule con un impulso. Gli 0,2 milligrammi di combustibile utilizzati consistevano nei tipi di idrogeno deuterio e trizio. Questa miscela è considerata promettente anche per una futura centrale a fusione. Come ha spiegato Athina Kappatou del Max Planck Institute for Plasma Physics di Garching, il record è stato in definitiva un fortunato effetto collaterale degli esperimenti in cui sono stati messi alla prova vari scenari per le future centrali elettriche.

Per generare questa quantità di combustibile, è necessario che il sistema di fusione sia in grado di generare una quantità tale di combustibile.

Per generare questa quantità di calore, tuttavia, è stata necessaria una quantità di energia tre volte superiore per riscaldare il JET, come ha spiegato il coordinatore scientifico Mikhail Maslov durante la conferenza stampa. Il bilancio energetico non è stato quindi positivo.

Mentre JET ha prodotto una potenza continua di circa 13 megawatt per una durata dell'impulso di cinque secondi, il progetto successore ITER è stato progettato per circa 500 megawatt. Gli esperimenti dovrebbero raggiungere un bilancio energetico positivo, ma non immetteranno elettricità nella rete. Il direttore scientifico di ITER, Tim Luce, ha chiarito durante la conferenza stampa che non si aspetta che gli esperimenti di ITER siano all'altezza di quelli di JET prima della "seconda metà del prossimo decennio".

Quando un progetto di fusione sarà in grado di funzionare?

Quando verrà costruita una centrale a fusione che contribuisca effettivamente alla fornitura di energia elettrica per l'umanità - e se altri progetti, ad esempio in Cina, riusciranno a battere gli sforzi europei - resta da vedere. In risposta alla vecchia domanda posta durante la conferenza stampa se la fusione nucleare commerciale sia ancora lontana 20 anni, il gruppo di esperti ha risposto con un sorriso generale e con la speranza espressa da Kappatou: "L'umanità ha bisogno di energia da fusione. Vale la pena di mantenere l'obiettivo".

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