Fondere nuclei si può

Il processo di fusione nucleare - sulla quale sono in corso numerosi studi per arrivare a produrre energia da essa -,  si verifica quando due nuclei leggeri si fondono liberando energia nel processo. La reazione più vantaggiosa è quella tra due isotopi dell'idrogeno, deuterio e trizio, durante la quale si genera una particella alfa (nucleo di elio) e un neutrone, rilasciando notevoli quantità di energia. L'unico impianto sperimentale al mondo attualmente in grado di operare con deuterio e trizio in condizioni analoghe a quelle di un futuro reattore a fusione nucleare è il Jet (Joint European Torus). Jet è il più grande e potente tokamak in funzione al mondo e ha sede a Culham, vicino a Oxford, presso la Uk Atomic Energy Authority (Ukaea). L’energia prodotta nei recenti esperimenti in Jet è pari a 59 megajoule e supera il precedente record di 22 megajoule stabilito nel 1997 nello stesso laboratorio. A questo risultato, frutto di oltre due decenni di progressi, sia scientifici sia tecnologici, nella fusione e di aggiornamento, si è giunti durante una campagna sperimentale, condotta e coordinata dal consorzio EuroFusion, cofinanziato dalla Commissione Europea e che vede la partecipazione di 4.800 esperti, con una forte presenza di italiani.

Obiettivo principale della sperimentazione su Jet è contribuire alle conoscenze in vista delle future operazioni dell'International Thermonuclear Experimental Reactor (Iter), un impianto in costruzione a Cadarache in Francia, progettato per rilasciare una quantità di energia dieci volte superiore rispetto a quella fornita da Jet su tempi circa 100 volte più lunghi. Iter mira a dimostrare la fattibilità tecnica e scientifica dell’energia da fusione, raggiungendo condizioni per le quali l’energia prodotta è superiore a quella spesa. L’Europa contribuisce per quasi metà dei costi di questo progetto, mentre altri sei partner (Cina, India, Giappone, Repubblica di Corea, Russia e Stati Uniti) contribuiscono equamente al rimanente costo.

Maria Chiara Carrozza, presidente del Cnr, ha evidenziato: “I risultati che oggi vengono annunciati attestano il raggiungimento di un obiettivo estremamente importante, la conferma sperimentale su Jet che in una configurazione tokamak è possibile ottenere elettricità da fusione. E sono un passo cruciale verso la produzione in futuro di energia abbondante ed eco-sostenibile. Il record di 59 megajoules di energia da fusione ottenuto su Jet è un successo tutto europeo, un risultato chiave che dà forza a Iter e alla roadmap europea sulla fusione. Il Consiglio nazionale delle ricerche svolge ricerche sulla fusione fin dagli anni ’60, pienamente inserito nel Programma europeo, e ha contribuito a questo successo principalmente con l’attività dell’Istituto per la scienza e tecnologia dei plasmi (Istp) e con la partecipazione al consorzio Rfx, conducendo esperimenti su temi chiave dei plasmi igniti e implementando essenziali sistemi diagnostici”.

Daniela Farina, direttrice dell’Istituto per la scienza e tecnologia dei plasmi (Istp) del Cnr, ha affermato: “È con grande piacere e orgoglio che partecipiamo a questo successo, coronando un lungo lavoro di preparazione di tanti ricercatori europei, che hanno contribuito ai risultati della campagna sperimentale Deuterio-Trizio (Dt) di Jet. Nel periodo recente e nel passato, i ricercatori Cnr hanno svolto ruoli importanti al Jet con le loro competenze di fisica dei plasmi - teoriche, simulative, sperimentali, diagnostiche, tecnologiche. La campagna Dt ha visto un forte impegno del Cnr-Istp insieme all’Università Milano-Bicocca in diversi ruoli e attività: il coordinamento scientifico di alcuni esperimenti in plasmi deuterio-trizio, le misure di diagnostiche neutroniche e gamma, di particolare importanza in plasmi Dt, il supporto interpretativo in presenza di instabilità. Infine, notevole è stato il contributo dei nostri più giovani ricercatori a questa impresa scientifica. Il Cnr prosegue così nella sua missione di formazione delle nuove generazioni di scienziati che dovranno affrontare le prossime grandi sfide per la sostenibilità”.

Infine, il commento del presidente del consorzio Rfx Francesco Gnesotto: “Il consorzio Rfx saluta con grande soddisfazione i risultati che oggi vengono resi pubblici: la macchina europea Jet, dopo quasi quarant’ anni in cui ha prodotto essenziali conoscenze sulla fisica e la tecnologia dei plasmi termonucleari, ha polverizzato il precedente record di energia prodotta da fusione dell’idrogeno. È un enorme successo di tutta la comunità scientifica europea, al quale i ricercatori padovani del consorzio hanno dato un importante contributo, in termini sia di realizzazione di sistemi di controllo e di diagnostica, sia di progettazione di campagne sperimentali e di analisi dei dati in esse raccolti. La notizia è di ottimo auspicio per Iter, il successore di Jet, che entrerà in funzione tra pochi anni”.

Fonte: Daniela Farina, Istituto per la scienza e tecnologia dei plasmi, e-mail: daniela.farina@cnr.it

Per saperne di più:  https://www.cnr.it/it/comunicato-stampa/10910/energia-ricercatori-europei-e-italiani-ottengono-quantita-di-energia-record-da-reazioni-di-fusione