Un reattore a fusione nel sud della Francia, chiamato tokamak WEST, ha raggiunto un importante traguardo che ci porta un passo avanti verso un’energia pulita, sostenibile e virtualmente illimitata.
Grazie anche alla collaborazione di un team di ricercatori del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) questo reattore sperimentale, con pareti interne rivestite in tungsteno, è riuscito a mantenere un plasma di fusione ad una temperatura di circa 50 milioni di gradi Celsius per un tempo record di 6 minuti.
Le sperimentazioni nella fusione nucleare procedono a pieno ritmo. Solo un mese fa anche il reattore a fusione KSTAR nella Corea del Sud era riuscito a raggiungere e mantenere temperature pari a 7 volte quelle del nucleo del Sole, toccando i 212 gradi Fahrenheit (100 milioni di gradi Celsius) per un periodo di 48 secondi.
Reattore a fusione tokamak WEST
Il risultato rappresenta un passo significativo verso lo sviluppo di reattori a fusione nucleare in grado di produrre energia pulita, sicura e virtualmente illimitata. La fusione nucleare, il processo che alimenta le stelle come il Sole, avviene quando nuclei atomici leggeri si uniscono per formare elementi più pesanti, rilasciando enormi quantità di energia. A differenza della fissione nucleare utilizzata negli attuali reattori, la fusione non produce scorie radioattive a lunga vita e ha un rischio molto inferiore di incidenti catastrofici.
Tuttavia, riprodurre le condizioni estreme necessarie per la fusione sulla Terra è estremamente complesso. Il tokamak WEST utilizza potenti campi magnetici per confinare il plasma, una miscela di ioni ed elettroni, in una camera a forma di ciambella chiamata “vessel“. Per innescare la fusione, il plasma deve essere riscaldato a temperature superiori a 100 milioni di gradi, ben più calde del centro del Sole.
In questo esperimento, il team del PPPL ha utilizzato un innovativo rivelatore a raggi X per misurare con precisione le proprietà del plasma all’interno di WEST. Questo strumento, sviluppato in collaborazione con l’azienda svizzera DECTRIS, ha permesso di monitorare la temperatura e la densità del plasma in tempo reale, fornendo dati cruciali per ottimizzare le prestazioni del reattore.
Pareti a tungsteno per il tokamak WEST
La scelta del tungsteno come materiale per le pareti interne di WEST è un altro aspetto chiave di questo successo. A differenza del carbonio utilizzato in passato, il tungsteno assorbe molto meno il combustibile di fusione (trizio) e resiste meglio alle altissime temperature. Tuttavia, se anche piccole quantità di tungsteno finiscono nel plasma, possono raffreddarlo rapidamente. Comprendere e controllare il comportamento del tungsteno è quindi essenziale per lo sviluppo di futuri reattori.
I risultati mostrano che nel WEST, il plasma ha raggiunto una densità doppia rispetto a precedenti esperimenti e ha prodotto il 15% di energia in più. Questi parametri sono fondamentali per realizzare reattori a fusione efficienti ed economicamente sostenibili.
ITER
I dati raccolti durante l’esperimento forniranno informazioni preziose per ITER, il più grande tokamak sperimentale al mondo attualmente in costruzione nel sud della Francia. ITER mira a dimostrare la fattibilità scientifica e tecnologica della fusione come fonte di energia, aprendo la strada a centrali a fusione commerciali.
Sebbene la strada verso la fusione nucleare sia ancora lunga e piena di sfide, i risultati ottenuti con il tokamak WEST rappresentano un importante passo avanti. Dimostrando la possibilità di mantenere un plasma di fusione stabile per tempi prolungati, questo esperimento ci avvicina all’obiettivo di un’energia pulita, sicura e virtualmente inesauribile.
La fusione nucleare promette di rivoluzionare il nostro sistema energetico, riducendo drasticamente le emissioni di gas serra e la dipendenza dai combustibili fossili. Con ulteriori progressi nella ricerca e nello sviluppo tecnologico, potremmo un giorno vedere centrali a fusione alimentare le nostre città e industrie, garantendo un futuro energetico sostenibile per le generazioni a venire.
“Quello che stiamo cercando di fare è creare un sole sulla Terra”, ha affermato a Business Insider Luis Delgado-Aparicio, responsabile dei progetti avanzati di PPPL. “E questo è estremamente, estremamente impegnativo“, ha detto, “ma questo nuovo record suggerisce che stanno andando nella giusta direzione“.
“Oggi, WEST ha ottenuto risultati senza precedenti e vorremmo congratularci con il team per il successo ottenuto. La fusione al plasma è un campo scientifico affascinante che rappresenta una grande promessa per l’umanità. Siamo incredibilmente orgogliosi di contribuire a questo sviluppo con i nostri prodotti e siamo entusiasti grazie alla nostra eccellente collaborazione.“
Tokamak WEST: conclusioni
Il record stabilito dal tokamak WEST segna uno step importante nel cammino verso l’energia da fusione. Grazie all’impegno e all’innovazione di scienziati e ingegneri di tutto il mondo, la scienza sta gradualmente svelando i segreti di questo processo che alimenta le stelle, con la speranza di poterlo un giorno replicare sulla Terra per il beneficio dell’umanità.
L’obiettivo finale è sostenere un plasma super caldo per molte ore, ma 6 minuti sono un nuovo record mondiale per un dispositivo come WEST. Altri reattori nucleari simili al WEST hanno creato plasmi più caldi, ma non sono durati così a lungo.
L’energia da fusione è più potente di qualsiasi forma di energia di cui disponiamo oggi. Se riuscissimo a sfruttare tale energia, potremmo produrre quasi 4 milioni di volte più energia per chilogrammo di carburante rispetto ai combustibili fossili.
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