Passo storico verso l’elettricità da fusione

6 Aprile 2022
elettricità da fusione

Immettere elettricità da fusione in rete quale fonte sicura, efficiente e a basso impatto ambientale è un traguardo più vicino grazie al record di produzione di energia ottenuto nell’impianto europeo Joint European Toru del consorzio EUROfusion.

 

I 59 megajoules di energia prodotti nel più grande e potente tokamak in funzione al mondo, presso la UK Atomic Energy Authority, siglano il successo di una campagna sperimentale progettata da EUROfusion, che mira a dimostrare la fattibilità tecnica e scientifica dell’energia da fusione.

 

La fusione termonucleare ha una enorme potenzialità per combattere la crisi energetica globale in quanto fonte di energia a bassa emissione di carbonio. È eco-sostenibile e sicura perché per sua natura non può innescare processi incontrollati. Inoltre, 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.

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 l’unico tokamak in funzione nel mondo ad usare come combustibile il mix di deuterio e trizio (D-T), isotopi dell’idrogeno, previsto per i futuri reattori a fusione

Recentemente JET ha raggiunto il suo record di produzione complessiva di 59 megajoules di energia termica da fusione in un tempo di 5 secondi (la durata dell’esperimento a fusione), per una potenza di fusione media di circa 11 megawatt (megajoule per secondo). Questo risultato è frutto di oltre due decenni di progressi, portati avanti dal consorzio EUROfusion, cofinanziato dalla Commissione Europea, e pone le basi per il progetto di ricerca internazionale ITER, la versione più grande e avanzata di JET in realizzazione nel sud della Francia, per garantire energia sicura, sostenibile e a bassa emissione di CO2.

 

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 Consorzio è composto da 30 organizzazioni di ricerca, con una forte presenza di scienziati italiani e, 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.

 

Gilberto Dialuce, Presidente dell’ENEA che collabora al progetto ha così commentato il record di JET “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 aggiunto “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”.

 

Per Dr Bernard Bigot, Director General of ITER “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”.

 

“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” – è il commento di Tony Donné, EUROfusion Programme Manager (CEO). 

 

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“.

 

“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” – afferma Francesco Romanelli, Direttore del JET dal 2006 al 2013, attualmente Presidente del Consorzio DTT. 

 

Francesco Gnesotto, Presidente del Consorzio RFX ha aggiunto “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”.

 

“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 – afferma Daniela Farina, Direttrice dell’Istituto per la Scienza e Tecnologia dei Plasmi (ISTP) del CNR. 

 

 

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