IL PROGETTO ITER SULLA FUSIONE CALDA IN FASE AVANZATA

(il sito di Caradache in Francia)

 I giorni 29 e 30 agosto scorsi si è riunito a Caradache il Comitato consultivo di gestione (MAC) del Progetto ITER per la realizzazione del reattore a fusione nucleare calda, in risposta alla richiesta formulata dal Consiglio Iter tenutosi nel giugno scorso nella sua 10° riunione a Washington DC.

L’Assemblea speciale MAC era ristretta ad un numero limitato di partecipanti, al fine di monitorare l’attuazione dei piani ITER, di rivedere le azioni già attuate (o da attuare nel prossimo futuro), di riconsiderare alcuni aspetti organizzativi dell’ITER al fine di portare le correzioni che si sono rese necessarie durante le fasi di studio e realizzazione.

Significativo era il fatto che i capi delle sette agenzie interne, invece di essere seduti tra i membri del MAC come di solito avviene alle riunioni, erano seduti tra i responsabili dell’Organizzazione ITER. Il Direttore Generale del progetto, Motojima, li ha definiti come “Team Unique ITER”, un organismo integrato di gestione che persegue un obiettivo comune e sempre più vicino e a portata di mano.

In un commovente discorso il Vice Presidente del Consiglio ITER, Edmund Synakowsky, ha detto che le persone riunite in questa occasione erano giunte, dopo tanto lavoro, ad un punto  di “qualcosa di veramente storico”. Considerata l’importanza dei temi trattati, la gestione del MAC ha deciso di convocare nel pomeriggio, dopo la conclusione della sessione speciale MAC, una riunione di tutto il personale che lavora al progetto e ha chiesto al Presidente del MAC  Ranjai Sharan (India)  e al Vice Presidente del Consiglio ITER Edmund Synakowsky di relazionare al personale riunito sul Progetto ITER.

Parlando a una platea gremita, Ranjai Sharan , che Motojima ha presentato come uno dei membri principali  del MAC che ha visto tutti gli alti e i bassi dello stato di avanzamento del progetto dal 2007, ha affermato che siamo ad un punto di svolta per la realizzazione della Fusione nucleare a caldo.

“ Il Comitato MAC che dirige il progetto è lieto di constatare che le azioni di recupero e di correzione sono ormai in atto, che i problemi e i punti critici sono ben identificati e non ho alcun dubbio che li risolveremo (…) Negli ultimi tre mesi abbiamo raggiunto un’altra pietra miliare rispetto al target e questo è un segnale molto buono”.

Il Direttore della Sezione Scienza dell’Energia da Fusione del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, Synakowsky, ha riconosciuto che qui a Caradache si è raggiunto un punto di eccellenza che darà una forte accelerazione al progetto ITER. Anche il capo ITER per la Corea è intervenuto ringraziando tutti per l’impegno e ha assicurato che ormai si sta lavorando molto vicino al successo definitivo del progetto.

Infine ha preso la parola il Direttore Generale Motojima che ha esortato tutti ad avere una visione più ampia e complessiva del progetto, cercando di uscire dalle visioni troppo specialistiche riguardanti i singoli settori di competenza.

(Le notizie sopra riportate sono tratte dai siti: www.iter.org, www.jet.efda.org) .

Quali sono i problemi ancora aperti per ITER? Da quanto affermato nelle discussioni a margine dei due giorni di Caradache e dai siti specializzati, si possono riassumere in due parole: stabilità della reazione e sicurezza.

La stabilità concerne essenzialmente i parametri di funzionamento del reattore che assicurino costanza di lavoro e di produzione dell’energia. Già dal 1992 si è constatato la effettiva realizzazione della fusione nucleare con produzione di quantità di energia molto superiori   a quelle impiegate per l’innesco della reazione. ITER è progettato per generare 500 megawatt di potenza, dieci volte l’energia necessaria per farlo funzionare, utilizzando poco più che idrogeno, l’elemento più abbondante dell’universo. Da allora si sta lavorando dal punto di vista ingegneristico per dare stabilità al sistema. I problemi hanno riguardato in particolare il confinamento del plasma (che per le altissime temperature in gioco è di per sé estremamente difficile da contenere). La vicinanza del plasma alle pareti del reattore determina un rischio di cedimento delle stesse in quanto nessun materiale conosciuto è in grado di resistere al contatto. Allo scopo è stato necessario potenziare i sistemi magnetici di isolamento del plasma e ciò ha richiesto la ricerca e la realizzazione di materiali superconduttori in grado di produrre i campi magnetici richiesti. Un problema ingegneristico è stato quello di assicurare le bassissime temperature a cui lavorano i fasci superconduttori. Un forte passo avanti sulla stabilità si è ottenuto riducendo il volume del gas-plasma nel reattore, in ragione di un grammo di deuterio e trizio (più reattivi rispetto all’idrogeno) in 100 metri cubi. Ciò ha permesso di aumentare la stabilità della reazione e di assicurare lo spegnimento rapido in caso di problemi.  Si è dovuto anche realizzare acceleratori avanzati in grado di sparare fasci di atomi neutri verso il nocciolo per riscaldarlo insieme a generatori di microonde che dovevano funzionare come un forno a microonde per plasmi. Sembra che complessivamente il problema della stabilità del  sistema sia ormai molto vicino alla soluzione e l’ottimismo è generale.

Sulla sicurezza il reattore a fusione è in dirittura di arrivo, nel senso che non vi sono problemi particolari da risolvere. ITER non produce scorie radioattive, non produce gas serra né CO2, non produce particolato. Il deuterio e il litio non sono radioattivi. Il trizio è mediamente radioattivo ma viene prodotto e consumato all’interno del reattore e conseguentemente non vi è trasporto di materiali radioattivi né scorie da smaltire. Anche in caso di incidenti, persino i peggiori immaginabili, non è richiesta alcuna evacuazione di popolazioni residenti nei paraggi. Come già detto nessun gas  e nessun particolato è prodotto. Il consumo dei reagenti è estremamente basso. Una centrale a fusione da 1000 megawatt consuma 100 kg di deuterio e tre tonnellate di litio all’anno per generare 7 miliardi di kilowattora di potenza. Per fare lo stesso una centrale a carbone, anche di ultima generazione, necessita di 1,5 milioni di tonnellate di carbone.

I neutroni generati dalla fusione interagiscono con i materiali che contengono la camera di reazione, e la scelta idonea di tali materiali   garantisce  che nessun inquinamento ambientale da parte dei neutroni ad  alta energia possa avvenire. Ogni possibile radioattività è quindi di brevissima durata e confinata nel sistema.

Infine vi è il tema dei tempi necessari. ITER è ancora un progetto sperimentale, dopo di esso ci sarà necessita di sviluppare un reattore pre-operativo. Allo scopo si sono ridimensionati i progetti iniziali di multipli reattori e fasi diverse di studio, in quanto troppo dispendiosi e con tempi troppo lunghi di realizzazione. Si diminuirà quindi il numero di reattori e si accelereranno i tempi. Tra l’altro a questo scopo si è deciso di ridurre le dimensioni del reattore, in favore di una maggiore stabilità di funzione, migliore gestibilità, più semplicità costruttiva. Il tokamak ITER, alto 24 metri e largo 30 metri, sarà più piccolo di una centrale elettrica convenzionale.  Dopo il o i reattori pre-operativi sarà la volta della fase commerciale e di realizzazione dei reattori per l’uso effettivo.

Ma la notizia più importante che si è avuta a Cadarache è che i tempi della realizzazione effettiva e commercializzazione dei nuovi reattori a fusione possono essere accorciati: si prevede, se non sorgeranno intralci a questo punto principalmente di tipo burocratico o, peggio, di bassa politica, in 40 anni il periodo per la sperimentazione definitiva e la messa in opera. In precedenza si parlava di 50 anni. Ciò significa che forse si intravede una possibilità di salvezza del pianeta dal riscaldamento globale. Se spingiamo ora per la costruzione dei reattori a fissione  di ultima generazione (la cui durata di funzionamento effettivo è di circa 40-50 anni) avremmo, in attesa dei nuovi reattori a fusione, la possibilità di ridurre gradualmente l'immissione di CO2 e di altri gas serra (oltre che dei particolati altamente tossici)  generati dai miliardi di tonnellate di petrolio, gas e carbone bruciati attualmente ogni anno  per la produzione di energia necessaria al sostentamento dei sette miliardi di abitanti del pianeta (in corsa verso i 10 miliardi in qualche decennio). Il tempo rimasto è poco, e solo dal nucleare può venire la salvezza. 

La realizzazione operativa dei reattori a fusione sarà una svolta gigantesca per l’umanità. Un sogno che si realizza. Una fonte inesauribile e a basso costo di energia a disposizione di tutti, dei paesi ricchi e dei paesi poveri. Sarà la grande occasione per l’umanità, la possibilità per tutti di vivere in maniera dignitosa, con uno sviluppo economico più equilibrato,  con un benessere diffuso, senza le attuali diseguaglianze tra i vari paesi e classi sociali. Ma non è solo un problema di benessere e di giustizia. L’energia dalla fusione assicurerà un mondo più vivibile, una natura più incontaminata da gas da combustione di idrocarburi, da articolati, da fumi, da gas serra, da veleni chimici. Il mondo avrà la possibilità di tornare ad essere verde. Un maggior benessere ci darà anche più diritti, una donna più responsabile e padrona di se stessa, minori tassi di natalità, un pianeta più equilibrato tra le varie specie viventi.