Fusione nucleare, perché il record del reattore Jet è un'ottima notizia per il futuro dell'energia

Il Jet (Joint European Torus) è il più grande reattore sperimentale di fusione nucleare in Europa. E’ nato nel 1978 come un programma di cooperazione europea ed è un modello più piccolo del tokamak del consorzio internazionale Iter, il futuro reattore, in costruzione a Cadarache, nella Provenza francese. Per la prima volta da quando esiste, questo reattore è riuscito a ottenere 59 megajoules (11 megawatt di energia), doppiando il record che aveva fatto registrare nel 1997. Una buona notizia per il futuro dell'energia. 

Dal 1983, Jet lavora sul plasma di deuterio e trizio che sarà il combustibile utilizzato nelle future centrali a fusione. Nel 1997, Jet ottenne già un importante risultato sul fattore di guadagno di energia dell’esperimento di fusione. Di che si tratta? Si chiama fattore di guadagno o fattore Q ed è quel punto della reazione di fusione in cui l’energia ottenuta dalla reazione supera quella immessa per creare e alimentare il plasma. E’ il fattore di redditività di un esperimento. E’ la croce dei fusionisti. E’ molto difficile da ottenere. Un plasma non implica solo tanta energia per crearlo. E’ un gas, uno stato della materia per natura instabile: tende a sfuggire, a disperdersi, a scemare di intensità e a spegnersi. Deve essere, anzitutto, confinato e ingabbiato in modo efficace. Alimentando campi magnetici che lo imbottiglino. E questo comporta energia da spendere. Tanta. E tanta energia, sotto forma di impulsi continui di carica, serve per alimentare, continuamente, la velocità dei nuclei D-T. Questa spesa di energia, dice la fisica del plasma, ha però un punto critico in cui la reazione si accende e l’energia rilasciata supera, in quantità, quella che si immette. Dura poco. Questo è un altro problema. Nel 2021, a questo riguardo, il record annunciato è stato ad Hefei, in Cina, dove il reattore East è riuscito a mantenere il plasma continuo per 1056 secondi. Il punto Q, invece, tra tutti i tokamak in giro per il mondo, era stato sinora solo avvicinato, con un fattore di guadagno dello 0,67, presso il Jet di Culham, appunto, nel 1997.

Ora è stato annunciato che la quantità del 1997 è stata raddoppiata, con 59 megajoules ottenuti (11 megawatt di energia). Questi esperimenti dimostrano che l’idea fisica della fusione funziona: il guadagno di energia è possibile; il plasma può durare e non spegnersi subito. Gli esperimenti, però, potranno essere riprodotti a scala reale solo con Iter, che sarà completato nel 2027.

L’impianto di Cadarache tenterà di ottenere il fattore Q, il guadagno di energia, su una scala di grande impianto, quella che avranno poi, successivamente, le vere e proprie centrali elettriche di fusione. Iter tenterà di “guadagnare” 500 megavatt di energia, immettendone 50. Ben altri numeri, come si vede. Il fattore Q di Iter dovrà essere, per definire la reazione di fusione redditiva, di valore 10, molto più grande, insomma, di quello che viene raggiunto nelle macchine sperimentali come il Jet. Tutti i “successi” che vengono annunciati, dunque, sono tappe di avvicinamento a Iter. Che non è più solo un impianto sperimentale in costruzione, ma una famiglia di laboratori in giro per il mondo (Cina, Usa, Giappone) oltre che il Jet di Culham che stanno avvicinando il sogno della fusione. Che, oltre che nella famiglia Iter, si sta realizzando, con macchine diverse, in altre iniziative traguardate a realizzare dei dimostratori della fusione nucleare, prima del 2050. In una delle più promettenti è impegnata l’Eni. Insomma, la fusione sta uscendo dal sogno.