DTT, il futuro della fusione nucleare in scena a Frascati

APPROFONDIMENTO – Un laboratorio dove indagare e svelare i segreti della fusione nucleare per la produzione di energia pulita. Il Divertor Tokamak Test, DTT, sarà costruito in Italia a partire dal 30 novembre 2018 e comporterà investimenti per 500 milioni di euro e un indotto di circa 2 miliardi di euro.

L’Enea in collaborazione con Consiglio nazionale delle Ricerche (Cnr), l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), il Consorzio RFX, Create e alcune università italiane ha avuto il delicato compito di scegliere la località italiana che ospiterà il laboratorio, la cui costruzione richiederà 7 anni, e dalla graduatoria pubblicata nei primi giorni di aprile ha indicato il polo di Frascati come miglior candidato.

Una decisione che ha scatenato le reazioni di Abruzzo ed Emilia Romagna, che rivendicano il diritto di ospitare il DTT definendo “opinabili” i punteggi stabiliti dai criteri fissati dall’Enea che hanno visto Frascati guadagnare il primo posto della graduatoria.

DTT, un altro passo verso la fusione nucleare

Mentre nel sud della Francia a Cadarache si costruisce ITER, l’International Thermonuclear Experimental Reactor, che dal 2025 inizierà i test per la produzione di energia dalla fusione nucleare, in Italia si cerca una sede per DTT, un laboratorio scientifico dal compito assai delicato: fornire risposte scientifiche e tecnologiche alle problematiche legate proprio al processo di fusione, come la gestione delle temperature elevatissime.

L’obiettivo degli esperimenti che verranno realizzati in DTT è proprio quello di svelare i meccanismi della fusione nucleare, il processo che produce energia elettrica dalla fusione di due atomi, ad esempio di idrogeno, che divengono un atomo di elio rilasciando energia. Un processo a catena, proprio come avviene nel cuore delle stelle.

Al contrario della fissione nucleare, un processo in cui un atomo pesante viene scisso liberando energia e producendo scorie radioattive, con reazioni a cascata difficilmente controllabili, la fusione permetterebbe di ottenere energia pulita e un atomo finale molto stabile, inoltre in caso di incidente il reattore si spegnerebbe spontaneamente.

Il processo di fusione però richiede temperature altissime, fino a 150 milioni di gradi Celsius contro i 15 milioni di gradi che si sviluppano nei cuori delle stelle. Il motivo è la rarefazione degli atomi all’interno dei reattori, che necessitano dunque di un calore maggiore per accelerarli e per favorire la produzione del plasma incandescente, che viene confinato e tenuto sollevato nel reattore stesso grazie a magneti superconduttori che generano campi magnetici centinaia di migliaia di volte più potenti di quello terrestre.

In questo scenario, DTT si propone come l’anello di collegamento tra i grandi progetti internazionali ITER2 e DEMO, il reattore che a partire dal 2050 dovrà produrre energia elettrica. Il laboratorio sarà costituito da una macchina dalla forma cilindrica alta 10 metri e dal raggio di 5 metro al cui interno saranno confinati 33 metri cubi di plasma con una intensità di corrente di 6 milioni di Ampere, la stessa che percorre 6 milioni di lampade. I materiali che lo compongono dovranno sopportare un carico termico fino a 50 milioni di watt per metro quadro, oltre due volte la potenza di un razzo al decollo.

Nel cuore di DTT il plasma lavorerà a oltre 100 milioni di gradi Celsius, mentre gli oltre 40 chilometri di cavi superconduttori realizzati in niobio, stagno e titanio, che sono situati a poche decine di metri dalla macchina, lavoreranno a temperature pari a 269 gradi Celsius sotto lo zero. L’elemento chiave del tokamak sarà il suo divertore realizzato in tungsteno o metalli liquidi e che verrà bersagliato da tutta la sorgente di potenza.

DTT, Enea sceglie il Centro di Ricerca di Frascati

Per decidere la sede in cui realizzare il DTT, il Dipartimento Fusione e Tecnologie della Sicurezza Nucleare dell’ENEA ha redatto una graduatoria basata su requisiti tecnici, economici e ambientali. Al bando hanno partecipato centri di ricerca nelle regioni Abruzzo, Campania, Emilia Romagna, Toscana, Lazio, Liguria con due siti, Piemonte, Puglia e Veneto.

La graduatoria è stata pubblicata sul sito dell’ENEA e il centro di ricerca con il punteggio superiore si è rivelato quello di Frascati, che è stato tra i primi a realizzare impianti per lo studio dei plasmi a confinamento magnetico, con macchine come il Frascati Tokamak (FT) e il Frascati Tokamak Upgrade (FTU).

DTT, la graduatoria tra polemiche e riesami

Il centro di Frascati, nel Lazio, ha ottenuto un punteggio pari a 213.49, mentre al secondo posto con 209.5 punti in graduatoria c’è Cittadella della Ricerca, in Puglia, e al terzo posto con 208,06 punti Manoppello, in Abruzzo. Quarto invece il Brasimone, in Emilia Romagna, con 197,82 punti, e quinto Casale Monferrato, in Piemonte, con 185 punti. Gli altri centri sono: Capitolo San Matteo-Salerno, in Campania, con 182,4 punti, Porto Marghera in Veneto con 181.51 punti, Ferrania con 180,46 punti e La Spezia con 170.7 punti, entrambe in Liguria. Alessandro Ortin, presidente della Commissione che ha stilato la relazione, ha commentato:

“Dai sopralluoghi effettuati nei 60 giorni di istruttoria e dall’esame della documentazione ricevuta, sono emerse indicazioni fattuali per valutare l’idoneità dei siti; a ogni requisito è stato associato uno specifico punteggio per elaborare la graduatoria. È stato un percorso laborioso e di grande impegno, facilitato da un apprezzatissimo dialogo di approfondimento con le amministrazioni regionali e locali che hanno assicurato un apporto di qualità al lavoro della Commissione”.

La decisione della commissione però ha scatenato polemiche, in particolare da parte della Regione Abruzzo e dell’Emilia Romagna che contestano la scelta del sito e i criteri adottati per il calcolo del punteggio della graduatoria. Luciano D’Alfonso, il presidente della Regione Abruzzo, ha scritto a Federico Testa, presidente dell’ENEA, chiedendo il riesame della candidatura del sito di Manoppello. Anche le Regioni Emilia-Romagna e Toscana hanno chiesto all’ENEA un riesame del sito del Bramone, situato nel territorio di Camognano sull’Appennino bolognese.

DTT, lavori e costi

L’avvio dei lavori per la realizzazione del DTT è fissato entra il 30 novembre 2018, mentre la conclusione è prevista entro 7 anni. Nella costruzione della macchina saranno coinvolte oltre 1500 persone, di cui 500 direttamente e altre 1000 nell’indotto. Il ritorno stimato è di 2 miliardi di euro, a fronte di un investimento di 500 milioni di euro attraverso finanziamenti sia pubblici che privati e che vedono la partecipazione, fra gli altri, di Eurofusion, il consorzio europeo che gestisce le attività di ricerca sulla fusione per conto della Commissione europea con 60 milioni di euro, il MIUR con 40 milioni di euro, il ministero per lo Sviluppo Economico, con altri 40 milioni di euro a partire dal 2019, la Repubblica Popolare Cinese con 30 milioni di euro, la Regione Lazio con 25 milioni di euro, l’Enea e i partner con 50 milioni e infine un prestito Bei da 250 milioni.

Una collaborazione internazionale che permetterà nei prossimi anni di svelare i meccanismi che si celano dietro la fusione nucleare e che costituisce un concreto passo avanti verso la produzione di energia elettrica in modo pulito e sicuro.

Per scaricare il Rapporto ENEA sulla scelta del sito per DTT clicca qui.

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