ricercatori europei e italiani
ottengono quantità di energia record da reazioni di fusione
Risultato record ottenuto da fisici e ingegneri di EUROfusion a dimostrazione
delle potenzialità della fusione nella produzione di energia: presso l’impianto
europeo JET (Joint European Torus), l’esperimento leader a livello mondiale
situato a Culham (Regno Unito), sono stati prodotti 59 megajoules di energia, un
risultato pienamente in linea con le previsioni teoriche e che conferma le
motivazioni alla base del progetto ITER per garantire energia sicura,
sostenibile e a bassa emissione di CO2.
Il livello di energia ottenuto raddoppia e supera il precedente record di 21,7
megajoules stabilito nel 1997 sempre al JET, il più grande e potente tokamak in
funzione al mondo che ha sede presso la UK Atomic Energy Authority (UKAEA).
Arriva come risultato di una campagna sperimentale, progettata da EUROfusion per
mettere a frutto oltre due decenni di progressi nella fusione e per prepararsi
al meglio in vista dell’avvio della sperimentazione sul progetto internazionale
ITER.
Il record e i dati scientifici ottenuti durante questa cruciale campagna
sperimentale sono una grande conferma per il successo di ITER, la versione più
grande e avanzata di JET. ITER è un progetto di ricerca sulla fusione in corso
di realizzazione a Cadarache, nel sud della Francia, sostenuto da sette partner
(Cina, Unione Europea, India, Giappone, Corea del Sud, Russia e Stati Uniti
d’America), che mira a dimostrare la fattibilità tecnica e scientifica
dell’energia da fusione.
Proprio mentre aumenta a livello globale la richiesta di affrontare
efficacemente gli effetti del cambiamento climatico attraverso la
decarbonizzazione della produzione di energia, questo successo rappresenta un
grande passo avanti sulla strada verso la fusione quale fonte sicura, efficiente
e a basso impatto ambientale per combattere la crisi energetica globale.
Cofinanziato dalla Commissione Europea, il consorzio EUROfusion vede la
partecipazione di 4.800 tra esperti, studenti e personale in staff da tutta
Europa, con una forte presenza di ricercatori italiani.
Gilberto Dialuce,
Presidente dell’ENEA, ha detto:
“Il risultato ottenuto dal JET conferma e rafforza il nostro impegno per il
progetto ITER e per lo sviluppo dell’energia da fusione nell’ambito dello sforzo
comune europeo. E siamo particolarmente orgogliosi dei nostri ricercatori che
hanno lavorato alla preparazione e all’esecuzione degli esperimenti e
all’analisi dei dati coordinando anche il team europeo che ha studiato gli
aspetti tecnologici delle operazioni in deuterio-trizio, fondamentali in vista
del progetto ITER, in via di realizzazione in Francia. Questo contributo si
colloca nel solco di una lunga tradizione che ha visto ENEA tra i maggiori e più
qualificati contributori di JET sin dall’inizio, con propri scienziati che hanno
ricoperto ruoli di leadership scientifica e di direzione dell’intero progetto”.
Maria Chiara Carrozza,
Presidente del Consiglio Nazionale delle Ricerche, ha detto:
“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 megajoule 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 – CNR-ISTP – e con la
partecipazione al Consorzio RFX, conducendo esperimenti su temi chiave dei
plasmi igniti e implementando essenziali sistemi diagnostici”.
Dr Bernard Bigot,
Director General of ITER, ha detto:
“Un processo di reazione di fusione in deuterio e trizio, sostenuto a questo
livello di potenza – prossima alla scala industriale -, rappresenta una
clamorosa conferma per tutti coloro che sono impegnati nella ricerca sulla
fusione a livello globale. Per il progetto ITER, i risultati ottenuti su JET
sono un forte elemento di fiducia nel fatto che siamo sulla strada giusta nel
percorso verso la dimostrazione della piena potenza di fusione”.
Tony Donné,
EUROfusion Programme Manager (CEO), ha detto:
“Questo è il risultato di anni di preparazione da parte del team EUROfusion di
ricercatori provenienti da tutta Europa. Il record ottenuto, e soprattutto
quello che abbiamo appreso sulla fusione in queste condizioni operative e il
fatto che i risultati confermino pienamente le predizioni, mostrano che siamo
sulla strada giusta verso un mondo futuro in cui l’energia da fusione giocherà
un ruolo importante. Se riusciamo a mantenere la fusione per cinque secondi,
potremo farlo per cinque minuti e poi per cinque ore, se scaliamo al
funzionamento delle future macchine a fusione. Questo è un grande momento per
ciascuno di noi e per tutta la comunità della fusione. Fondamentalmente,
l’esperienza sperimentale che abbiamo acquisito in condizioni reali ci dà grande
fiducia per la successiva fase di esperimenti previsti su ITER e su DEMO, il
reattore dimostrativo europeo, progettato per immettere elettricità da fusione
in rete”.
Alessandro Dodaro,
Programme Manager del Gruppo di Ricerca italiano in ambito Eurofusion e
Direttore del Dipartimento Fusione e tecnologie per la sicurezza nucleare di
ENEA, ha detto:
"È con grande emozione che, in rappresentanza di tutta la compagine italiana che
ho l’onore di coordinare nel programma europeo della fusione, mi congratulo per
l’importantissimo risultato raggiunto dal JET. Questo record potrà convincere
anche i più scettici che, condividendo competenze e risorse, il cammino che
porterà alla fusione come fonte energetica si è fatto più breve".
Francesco Romanelli,
Direttore del JET dal 2006 al 2013, attualmente Presidente del Consorzio DTT, ha
detto:
"Il risultato della campagna DT di JET è il coronamento di una esperienza
pluridecennale e dimostra come l’Europa, lavorando assieme, sia in grado di
raggiungere obiettivi alla frontiera della conoscenza scientifica e tecnologica.
I dati di JET sono di ottimo auspicio per ITER e consentiranno di procedere più
speditamente verso l’obiettivo della produzione di energia da fusione. JET è
stato l’esperimento che più si è avvicinato alle condizioni fisiche che
studieremo su ITER ed ha contribuito in maniera fondamentale a formare una nuova
generazione di giovani ricercatori".
Francesco Gnesotto,
Presidente del Consorzio RFX, ha detto:
“Il Consorzio RFX saluta con grande soddisfazione i risultati che oggi vengono
resi pubblici: la macchina europea JET, dopo quasi 40 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, cui i ricercatori
padovani del Consorzio RFX hanno dato un importante contributo, in termini sia
di realizzazione di sistemi di controllo e di diagnostica, che 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”.
Daniela Farina,
Direttrice dell’Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi (ISTP) del CNR,
ha detto:
“È con grande piacere e orgoglio che partecipiamo a questo successo europeo che
corona 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 di ISTP-CNR insieme a UNIMIB 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, al 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”.
I vantaggi della fusione termonucleare
La fusione è il processo che alimenta le stelle, come il nostro Sole, e
promette, nel lungo termine, di essere una fonte di elettricità quasi
illimitata, utilizzando piccole quantità di combustibile reperibili ovunque
sulla terra, da materie prime poco costose. Il processo di fusione unisce, fino
a fondersi ad altissima temperatura, nuclei di elementi leggeri come l’idrogeno,
che si trasformano in elio, rilasciando una quantità enorme di energia sotto
forma di calore. La fusione è intrinsecamente sicura perché per sua natura non
può innescare processi incontrollati.
L’importanza strategica di JET
L’esperimento a fusione Joint European Torus (JET) – che è in grado di generare
plasmi che raggiungono temperature di 150 milioni di gradi Celsius, 10 volte la
temperatura al centro del Sole – è un banco di prova di importanza vitale per
ITER, uno dei progetti di collaborazione più grandi della storia. JET può
raggiungere condizioni simili a quelle di ITER e dei futuri reattori a fusione
ed è l’unico tokamak in funzione nel mondo ad usare come combustibile il mix di
deuterio e trizio (D-T), isotopi dell’idrogeno, previsto per questi impianti.
Megajoules e megawatt
Con il suo recente record sperimentale, JET ha prodotto complessivamente 59
megajoules di energia termica da fusione in un tempo di 5 secondi (la durata
dell’esperimento a fusione). Durante questo esperimento, JET ha raggiunto una
potenza di fusione media (ovvero, energia prodotta per secondo) di circa 11
megawatt (megajoule per secondo).
Il record precedente ottenuto dal JET, durante un esperimento di fusione nel
1997, è stato pari a 22 megajoule di energia termica. Il picco di potenza pari a
16 MW raggiunto brevemente nel 1997 non è stato sorpassato nei recenti
esperimenti perché l’obiettivo era finalizzato a ottenere energia da fusione in
un arco di tempo di alcuni secondi.
La fusione termonucleare
La ricerca sulla fusione mira a replicare il processo che alimenta il Sole per
una nuova fonte di energia a basse emissioni di carbonio su larga scale
Quando atomi leggeri si fondono insieme per formare atomi più pesanti, si genera
una grande quantità di energia. Per fare ciò, si riscaldano pochi grammi di
idrogeno a temperature estreme, 10 volte più elevate che nel Sole, formando un
plasma in cui avvengono reazioni di fusione. L’impianto a fusione commerciale
utilizzerà l’energia prodotta da reazioni di fusione per generare elettricità.
La fusione ha una enorme potenzialità come fonte di energia a bassa emissione di
carbonio. È eco-sostenibile e sicura e il combustibile che utilizza è abbondante
e sostenibile. In termini di resa, a parità di quantità, la fusione genererà
circa 4 milioni di volte più energia rispetto a quella prodotta bruciando
carbone, petrolio o gas.
EUROfusion
EUROfusion è un consorzio composto da 30 organizzazioni di ricerca e, dietro di
esse, da circa 150 entità affiliate, incluse università e aziende, di 25 Paesi
Membri dell’Unione Europea, del Regno Unito, della Svizzera e dell’Ucraina.
Insieme, lavorano per la realizzazione di un impianto in grado di produrre e
immettere in rete elettricità da reazioni di fusione in linea con la European
Research Roadmap to the Realisation of Fusion Energy.
Il programma di EUROfusion ha due obiettivi: preparare la sperimentazione di
ITER e sviluppare le soluzioni tecnologiche per il futuro impianto a fusione
dimostrativo europeo DEMO. Il programma EUROfusion sostiene diversi progetti di
ricerca in laboratori europei attraverso attività di Enabling Research.