ITER, verso la fusione nucleare col supermagnete italiano
Il primo reattore nucleare per la produzione di energia pulita dalla fusione si chiama ITER. Una collaborazione internazionale che vede l'Italia produrre 9 dei 18 supermagneti che ne costituiranno il cuore.
ATTUALITÀ – Riprodurre quello che accade nel cuore delle stelle in un reattore nucleare sulla Terra, per produrre energia elettrica pulita e sicura. Da anni gli scienziati inseguono l’obiettivo di realizzare una centrale a fusione nucleare e ora il progetto sembra essere finalmente vicino con ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor, in costruzione a Cadarache, in Francia, che entrerà in funzione dal 2025. Una collaborazione internazionale che vede l’Italia in prima linea con la realizzazione del magnete superconduttore a forma di D, lungo 16 metri e largo 9, dal peso di 120 tonnellate. Il magnete è realizzato a La Spezia, presso la Asg Superconductors, ed è il primo di 9 che saranno realizzati in Italia, più uno di ricambio, mentre gli altri verranno realizzati in Giappone. La collaborazione, oltre ai Paesi europei, coinvolge anche Cina, Giappone, India, Corea del Sud, Federazione Russia e Stati Uniti.
Il cuore di ITER sarà costituito da 18 bobine toroidali che creeranno una potente gabbia magnetica in cui verrà innescata la fusione, dove il combustibile dovrebbe raggiungere una temperatura di 150 milioni di gradi Celsius. Contenere questo plasma incandescente richiederà un campo magnetico di 11,8 Tesla, circa un milione di volte più potente del campo magnetico terrestre.
A condurre e finanziare i lavori di realizzazione in Europa è l’organismo Fusion for Energy (F4E), insieme all’italiana ASG Superconductors di La Spezia, l’ENEA, Iberdrola Ingeniería y Construcción, Elytt Energy, CNIM, SIMIC e il consorzio ICAS. Un lavoro che impiega 600 persone provenienti da 26 aziende.
Fusione nucleare: dalle stelle all’energia pulita
L’obiettivo di scienziati e aziende coinvolte nella realizzazione di ITER è ambizioso. Proprio nel reattore sarà innescata la fusione nucleare, un processo in cui gli atomi simili all’idrogeno saranno avvicinati tra loro fino a fondersi creando nuovi nuclei e rilasciando energia, proprio come avviene nei caldissimi nuclei delle stelle. Non solo si libererà energia, ma si creerà anche un atomo molto stabile.
Proprio per questo motivo la fusione nucleare rappresenta un modo di produrre energia pulito e sicuro, al contrario delle odierne centrali a fissione nucleare, dove atomi pesanti vengono scissi liberando energia, ma producendo nuovi atomi instabili e scorie radioattive che hanno bisogno di essere contenute e rappresentano un rischio di contaminazione per l’ambiente.
Replicare il processo di fusione richiede temperature altissime, fino a 150 milioni di gradi Celsius contro i 15 milioni di gradi che si sviluppano all’interno del nucleo di una stella. Questo perché gli atomi in ITER sono più rarefatti e l’accelerazione necessaria a favorire la fusione richiede dunque temperature maggiori. Una volta innescata la fusione, viene prodotto plasma incandescente che viene tenuto sollevato e confinato nei contenitori grazie a potenti campi magnetici prodotti dai magneti superconduttori, dato che se entrasse in contatto con i materiali dei contenitori sarebbe in grado di scioglierli.
ITER, la sperimentazione dal 2025
Il reattore ITER è in costruzione a Cadarache, nella Francia meridionale, e sarà il primo impianto di fusione nucleare dalle dimensioni paragonabili a quelle di una centrale elettrica convenzionale. La sperimentazione è prevista a partire dal 2025, quando il reattore sarà terminato e messo in funzione. Dopo 5 anni di test, i 3500 scienziati che vi collaborano da 140 istituti di 34 Paesi europei sperano di poter entrare nel vivo della sperimentazione, fino a poter avviare la produzione di energia pulita e sicura a partire dal 2050.
I supermagneti italiani di ITER
I magneti superconduttori che andranno a costituire l’innovativo reattore di Cadarache parlano italiano. La prima bobina realizzata dalla ASG Superconductors di La Spezia ha lasciato lo stabilimento il 20 novembre diretta all’azienda SIMIC di Porto Marghera, dove sarà sottoposta a una serie di test e sarà poi inserita in una cassa compatta, saldata e impregnata di resina. Una volta che il supermagnete sarà testato e ultimato, inizierà il suo viaggio verso la Francia.
Costruire la bobina non è stato un lavoro da poco e ha richiesto l’impiego di 5,5 chilometri di cavo superconduttivo, realizzato sempre in Italia dal consorzio ICAS (Italian Consortium for Applied Superconductivity), che è coordinato dall’ENEA e al quale partecipano altre aziende italiane come Criotec Impianti e TRATOS Cavi. A produrre invece la piastra d’acciaio dove verrà inserito il magnete sono state la CNIM e la SIMIC.
DTT, il prossimo passo verso la fusione nucleare
Il prossimo passo verso la fusione nucleare è la realizzazione del super laboratorio Divertor Tokamak Test, DTT, un polo scientifico-tecnologico ideato dall’ENEA in collaborazione con CNR, INFN, Consorzio RFX, CREATE e alcune tra le più prestigiose università del settore. Il laboratorio avrà un compito importantissimo: fornire risposte scientifiche, tecniche e tecnologiche a problematiche di grande rilievo quali la gestione dei grandi flussi di potenza prodotti dal plasma combustibile e i materiali da usare come “contenitore” a prova di temperature elevatissime.
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