Fusione nucleare: il nuovo corso di EUROfusion si apre all’insegna delle immense sfide da superare. Il consorzio EUROfusion fa il punto sui risultati raggiunti all’interno del programma Horizon 2020 e sulle sfide da superare verso l’accensione di ITER e soprattutto lo sviluppo di DEMO, con l’inizio ufficiale dello sviluppo del concept della prima centrale a fusione.
Con un evento intitolato Horizon EUROfusion, il consorzio EUROfusion, che riunisce 30 istituzioni tra paesi membri dell’Unione Europea e istituti di ricerca, per un totale di 4800 ricercatori e oltre 150 enti partner impegnati nella ricerca sulla fusione nucleare, ha celebrato l’inizio del nuovo capitolo della corsa verso lo sviluppo della prima centrale a fusione nucleare dimostrativa, DEMO. Con la conclusione del programma di finanziamenti dell’Unione Europea Horizon 2020 e l’avvio di Horizon Europe,
ha dato il via all’inizio del concept design di DEMO (Demonstration Fusion Power Plant), il lavoro che porterà ad una prima definizione dell’architettura progettuale della centrale a fusione nucleare, che nascerà sull’esperienza del reattore sperimentale ITER attualmente in costruzione, gli ultimi successi raggiunti, tra cui gli importantissimi risultati ottenuti con il reattore JET annunciati a inizio anno.Una strada comunque tutta in salita.
L’avvio della nuova fase è stato segnato dalla pubblicazione di un numero speciale di Fusion Engineering and Design, contenente 25 articoli scientifici peer-reviewed sui risultati ottenuti nella fase di pre-conceptual design di DEMO, svolta dal 2014 al 2020. Nell’articolo conclusivo del numero speciale, Gianfranco Federici, Head of the Fusion Technology Department di EUROfusion e Tony Donné, EUROfusion Programme Manager, illustrano le immense sfide tecnologiche che ancora si pongono davanti al mondo della ricerca prima di riuscire ad arrivare a DEMO, che vanno dall’estrema complessità di integrare un grandissimo numero di sistemi, ai buchi ancora da riempire nella conoscenza dei processi coinvolti.Alcuni dei problemi più grandi riguardano la ricerca dei materiali adatti a resistere alle condizioni estreme che si verificheranno all’interno di DEMO, in termini di temperature raggiunte dal plasma, ma anche di bombardamento di neutroni prodotti dalle reazioni di fusione nucleare.
L’altro grande problema è quello della disponibilità del trizio, insieme al deuterio l’altro isotopo dell’idrogeno che comporrà la miscela di “combustibile” che verrà utilizzata da DEMO per produrre energia. Ad oggi le riserve mondiali sono di poche decine di chilogrammi, mentre a regime DEMO necessiterà di circa 110 kg di trizio all’anno e fino a 10 kg per il suo avviamento. Le principali fonti di trizio sono gli attuali reattori a fissione nucleare che utilizzano acqua pesante per il controllo della reazione e secondo le attuali proiezioni la finestra utile di disponibilità di trizio per l’avvio di DEMO si chiuderà tra il 2050 e il 2060.
Sarà lo stesso processo di fusione nucleare a creare il trizio necessario per alimentare i futuri reattori, ma le tecnologie necessarie, che coinvolgono l’utilizzo del litio nelle pareti del reattore per sfruttare i neutroni prodotti dalla reazione per generare trizio, sono ancora tutte da mettere a punto e testare, con un ruolo cruciale da parte di ITER. In questo scenario di sfide ingegneristiche, il problema più grande è però quello di attrarre nuovi talenti: c’è un’intera generazione di ricercatori in ambito nucleare che è a fine carriera e servono nuovi fisici e ingegneri per raccogliere il testimone e portare avanti il sogno di una fonte energetica pulita e illimitata.
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