Problemi senza fine per ITER, il più grande progetto per la fusione nucleare. Il reattore sperimentale termonucleare internazionale dovrebbe aiutarci a risolvere i problemi energetici e climatici delle prossime generazioni. Ma è in ritardo di decenni sulla tabella di marcia, sfora il budget di miliardi di euro, e nessuno sa dire quando entrerà in funzione.Potrebbe essere un nuovo record mondiale, anche se nessuno dei partecipanti vuole parlarne. Nel sud della Francia, una collaborazione tra 35 paesi sta dando vita a uno dei più grandi e ambiziosi esperimenti scientifici mai concepiti: la gigantesca macchina per produrre energia da fusione nota come International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER).
Ma l’unico record che ITER sembra certamente destinato a stabilire non riguarda la “combustione” del plasma a temperature 10 volte superiori a quelle del nucleo del Sole, il mantenimento di questa “stella artificiale” in fiamme, la generazione di energia netta per periodi di alcuni secondi alla volta, o uno qualsiasi degli altri innumerevoli e spettacolari prerequisiti necessari a ricavare energia dalla fusione. Invece ITER è sull’orlo di un disastro da record, poiché i ritardi e gli sforamenti di budget che ha accumulato minacciano di renderlo il progetto scientifico più in ritardo e con i costi più gonfiati della storia.
ITER dovrebbe aiutare l’umanità a realizzare il sogno di un mondo alimentato non da combustibili fossili ma da energia di fusione, lo stesso processo che fa brillare le stelle. Concepita a metà degli anni ottanta, la macchina, una volta completata, sarà essenzialmente un gigantesco contenitore ad alta tecnologia a forma di ciambella – noto come tokamak – che conterrà idrogeno portato a temperature così elevate da essere ionizzato, formando un plasma anziché un gas.
Potenti campi magnetici ed elettrici che fluiscono da e attraverso il tokamak avvolgeranno e riscalderanno la nube di plasma in modo che gli atomi al suo interno si scontrino e si fondano tra di loro, liberando immense quantità di energia. Ma questa impresa è più facile a dirsi che a farsi. Dagli anni cinquanta, le macchine per la fusione sono diventate sempre più grandi e potenti, ma nessuna si è mai avvicinata a quanto sarebbe necessario per immettere nella rete elettrica questa panacea per le nostre esigenze energetiche.
ITER è il più grande e potente dispositivo di fusione mai concepito e, nelle intenzioni dei suoi progettisti, dovrebbe essere la macchina in grado di dimostrare finalmente che le centrali a fusione sono davvero realizzabili.
Il progetto ITER è iniziato formalmente nel 2006, quando i partner internazionali hanno accettato di finanziare un piano decennale stimato in cinque miliardi di euro che avrebbe visto ITER entrare in funzione nel 2016. La stima ufficiale più recente dei costi è di oltre 20 miliardi di euro, con ITER che dovrebbe essere attivato solo tra due anni. I documenti ottenuti di recente attraverso una causa legale, tuttavia, indicano che queste cifre sono miseramente obsolete: non solo ITER ha davanti ulteriori ritardi di diversi anni, ma emerge anche un crescente riconoscimento interno del fatto che le sfide tecniche restanti sono destinate a mandare i bilanci ancora più fuori controllo e la sua entrata in funzione sempre più lontano nel futuro.
I documenti, redatti un anno fa per una riunione privata del Consiglio di ITER (il suo organo direttivo), mostrano che all’epoca il progetto stava già andando incontro a un ritardo di tre anni, il doppio delle stime interne preparate solo sei mesi prima. E nell’anno trascorso dalla stesura di quei documenti, le notizie su ITER, già di per sé negative, purtroppo sono solo peggiorate.
Eppure, nessuno all’interno dell’Organizzazione ITER è stato in grado di fornire una stima degli ulteriori ritardi, né tanto meno delle spese aggiuntive che si prevede ne deriveranno. E nemmeno il Dipartimento dell’energia degli Stati Uniti, che è responsabile dei contributi nazionali a ITER, è stato in grado di farlo. Contattati per questo articolo, i funzionari del Dipartimento dell’energia non hanno risposto ad alcuna domanda entro la data della pubblicazione.
I problemi che hanno portato a queste ultime previsioni di ritardi erano in corso già da diversi anni fa. Tuttavia, l’Organizzazione ITER è stata estremamente riluttante nel rivelare che qualcosa non andava. All’inizio del luglio 2022, il sito web di ITER annunciava che si prevedeva di avviare la macchina nel dicembre 2025, come da programma. In seguito, la data è stata contrassegnata da un asterisco che precisava che sarebbe stata rivista. Ora la data è del tutto scomparsa dal sito. Anche i dirigenti di ITER hanno di rado lasciato trapelare che qualcosa non andava. Nel febbraio 2017 l’allora direttore generale, il compianto Bernard Bigot, ha discusso i suoi progressi con i rappresentanti del Dipartimento dell’energia statunitense.
“ITER sta davvero progredendo”, dichiarò nell’occasione. “Stiamo lavorando giorno e notte…. I progressi sono in linea con la tabella di marcia”. La tempistica presentata lasciava intendere che tutto fosse in linea con i tempi. La costruzione delle fondamenta del complesso ITER, che incorpora un sistema di protezione antisismica con centinaia di piastre di gomma e metallo smorzanti, avrebbe dovuto essere quasi completa.
Da lì, l’assemblaggio del reattore stesso sarebbe dovuto iniziare nel 2018. Al momento delle dichiarazioni di Bigot, due dei suoi pezzi principali – un’enorme bobina magnetica che avvolge il tokamak a forma di ciambella, e un’ampia sezione della camera a vuoto che costituisce le pareti del tokamak – avrebbero dovuto essere pronti per essere spediti rispettivamente entro il mese ed entro la fine dell’anno. Invece, la bobina ha richiesto quasi altri tre anni per essere completata, così come la sezione della camera a vuoto. I pezzi sono stati completati rispettivamente a gennaio e ad aprile 2020. In realtà, gran parte dei grandi componenti della macchina erano in ritardo di uno o due anni o anche di più. Ben presto l’inizio ufficiale dell’assemblaggio di ITER è stato spostato dal 2018 al 2020.
Poi, all’inizio del 2020, è arrivata la pandemia di COVID, rallentando la produzione e la spedizione dei componenti. Alla fine del 2021 il Consiglio di ITER ha chiesto in sordina una revisione del programma con una nuova stima dei costi, che è stata infine presentata in una riunione a porte chiuse nel giugno 2022, quasi un mese esatto dopo la morte di Bigot per una malattia non specificata. Alcuni mesi dopo, quando ho chiesto a Laban Coblentz, responsabile delle comunicazioni di ITER, quale fosse esattamente il programma rivisto, lui, come tutti gli altri addetti al progetto, si è rifiutato di rivelare questa informazione o di fare qualsiasi altro accenno alla gravità dei ritardi o degli sforamenti dei costi previsti. Secondo Coblentz, la morte di Bigot ha spinto ITER a un “cambio di leadership piuttosto traumatico” che ha di fatto vanificato la revisione del programma. “Non ha alcuna rilevanza fornirvi un documento interno, distribuito al Consiglio di ITER nel giugno 2022, che non è più attuale né accurato in alcun senso”, ha dichiarato.
In risposta a questo ostruzionismo, all’inizio di quest’anno ho avviato un’azione legale ai sensi dello U.S. Freedom of Information Act, la legge statunitense sulla libertà d’informazione, con l’obiettivo di rivelare l’entità dei problemi di calendario e di costo previsti per ITER. Finora l’azione legale ha avuto un successo solo parziale. Sono stati ottenuti documenti parzialmente oscurati che rivelano che nel novembre 2021 le stime interne di ITER indicavano che il progetto aveva già circa 17 mesi di ritardo. Al momento della riunione del Consiglio di ITER del giugno 2022, il ritardo era raddoppiato a circa 35 mesi, quanto basta per aggiungere verosimilmente miliardi di dollari al bilancio, già gonfiato a dismisura, di ITER. Ma questa tempistica non teneva conto di altri eventi che sono destinati a introdurre ulteriori ritardi.
Non solo alcuni componenti di ITER sono arrivati in forte ritardo rispetto alla tabella di marcia, ma alcuni macchinari si sono rivelati difettosi. Diversi scudi termici destinati a mantenere freddo il refrigerante di elio liquido di ITER e a proteggere le pareti della macchina si sono corrosi e incrinati a causa del modo in cui le saldature hanno interagito con un acido usato per detergere il metallo. Occorre perciò procedere a una riparazione.
“Quindi, nel complesso, si tratta di rimuovere circa 20 chilometri di tubazioni molto sottili e di sostituirle, nella maggior parte dei casi di riparare gli scudi termici, e in alcuni casi di realizzarne di nuovi”, spiega Coblentz. “Non si tratta di componenti ad alto costo per gli standard di ITER”. Inoltre alcune parti della camera a vuoto, destinate a incastrarsi come pezzi di un puzzle con precisione submillimetrica, non sono state prodotte con la precisione necessaria.
“Si può definire legittimamente un difetto di fabbricazione”, aggiunge Coblentz. Nel novembre 2022 l’Organizzazione ITER ha deciso non solo di interrompere l’assemblaggio della camera a vuoto, ma anche di rimuovere il segmento già installato per le riparazioni. Cio nonostante, Kathryn McCarthy, direttrice del ramo statunitense del progetto ITER presso l’Oak Ridge National Laboratory, ha testimoniato al Congresso proprio questa settimana che “i continui progressi del progetto ITER ci dimostrano che è possibile ottenere una precisione ingegneristica, su scala millimetrica, su componenti di fusione di dimensioni enormi”.
In aggiunta a queste difficoltà, nel gennaio 2022 l’Autorità francese per la sicurezza nucleare (ASN) ha bloccato completamente l’assemblaggio di ITER. L’Autorità non è convinta, tra le altre cose, che la quantità di schermatura dalle radiazioni prevista intorno alla macchina sia adeguata, e non lascerà procedere l’assemblaggio finché ITER non dimostrerà di essere in grado di mantenere il personale al sicuro. Ma l’aggiunta di un’ulteriore schermatura potrebbe far aumentare il peso più di quanto le fondamenta antisismiche in gomma e metallo possano sopportare.
“L’Autorità riconsidererà la revoca del blocco dell’assemblaggio del tokamak sulla base di un documento comprovante l’adeguatezza delle modifiche che ha richiesto all’organizzazione ITER”, ha scritto la portavoce dell’ASN Evangelia Petit in una e-mail. Questo dossier deve riguardare, tra le altre cose, la protezione biologica contro i rischi delle radiazioni. Coblentz, tuttavia, afferma che l’impasse è stata causata da un “eccessivo conservatorismo” e suggerisce che la situazione potrebbe essere risolta consentendo a ITER di funzionare a bassa potenza, in modo da poter mappare e comprendere meglio il rischio di radiazioni prima di passare alle operazioni ad alta potenza.
Alla fine del 2022 il sostituto di Bigot, Pietro Barabaschi, ha ammesso che il problema della camera a vuoto e degli scudi termici avrebbe compromesso i tempi del tanto decantato primo avvio di ITER, la data del cosiddetto primo plasma. “Ovviamente siamo del tutto consapevoli delle conseguenze in termini di tempi e costi, che non saranno trascurabili”, ha dichiarato in un comunicato stampa di ITER del novembre 2022.
Tuttavia, la durata e il costo di questi ritardi non sono ancora chiari, e la dichiarazione di Barabaschi non ha affrontato i problemi della catena di approvvigionamento, né quelli normativi, che non sono migliorati. Nel marzo 2023 l’ASN ha scoperto che le qualifiche di alcuni addetti – che devono effettuare saldature tra le parti metalliche adatte a un impianto nucleare – erano state falsificate. I funzionari di ITER hanno poi bandito questo fornitore dei servizi di saldatura da qualsiasi attività nel cantiere, ma l’ASN ha richiesto a ITER di esaminare tutti i contributi degli appaltatori e di preparare una dichiarazione sull’impatto delle falsificazioni.
Coblentz ritiene che il ritardo di circa tre anni causato dai componenti in ritardo e dai problemi della catena di fornitura discussi nel 2022 e il ritardo di circa due anni causato dai segmenti della camera a vuoto e dagli scudi termici difettosi non si sommeranno tra loro: molti dei problemi possono essere risolti in parallelo. In effetti, a suo parere, l’organizzazione di ITER potrebbe iniziare a installare apparecchiature non necessarie fino a dopo la data del primo plasma – una data che, secondo lui, potrebbe anche non essere più un obiettivo rilevante.
Che l’attesa si prolunghi di quattro, cinque o anche più anni, ITER non è certo l’unico grande progetto scientifico a dover affrontare enormi ritardi, aumenti dei costi e ridefinizione degli obiettivi. Tali ostacoli, dicono i suoi sostenitori, sono inevitabili quando si tentano progetti ambiziosi che richiedono grandi sforzi di sviluppo tecnologico. I sostenitori dei megaprogetti possono citare come esempio calzante il James Webb Space Telescope (JWST): si pensava che per completarlo sarebbe occorso un decennio, al costo di poco più di un miliardo di dollari, mentre ci sono voluti 20 anni e oltre dieci miliardi di dollari per farlo decollare. Questi sforamenti sono stati particolarmente dolorosi per gli astronomi, ma col senno di poi appaiono giustificati, dato che hanno garantito il successo del lancio e del dispiegamento di JWST e le rivoluzionarie osservazioni che sta ora compiendo nello spazio profondo.
Ma ITER e JWST non sono neanche lontanamente la stessa cosa. La gestazione di ITER è stata ancora più lunga – risale a un accordo siglato con una stretta di mano tra Ronald Reagan e Mikhail Gorbaciov a metà degli anni ottanta – e il suo costo è superiore a quello di qualsiasi altra impresa scientifica della storia. L’investimento finanziario, corretto per l’inflazione, è circa uguale a quello del Progetto Manhattan, che ha prodotto le prime bombe atomiche, ed è quasi certo che aumenterà. Già nel 2018 il sottosegretario alla scienza del DOE aveva dichiarato al Congresso che la macchina sarebbe costata molto di più dell’allora prezzo ufficiale di 22 miliardi di dollari. I funzionari di ITER avevano contestato vigorosamente questa affermazione, ma gli effetti non ancora resi noti delle ultime battute d’arresto del progetto rendono chiaro, almeno, che il conto finale sarà ancora più salato.
E a differenza di JWST, che ha iniziato a funzionare a pieno regime pochi mesi dopo il lancio, ITER non sarà pronto per l’uso per anni dopo la fine della sua costruzione. Il vero scopo di ITER – eseguire esperimenti di fusione ad alta potenza utilizzando una miscela di isotopi pesanti dell’idrogeno, il deuterio e il trizio – non si realizzerà prima di un decennio dopo che la macchina avrà acceso il suo primo plasma. (In origine questi esperimenti sarebbero dovuti iniziare solo cinque anni circa dopo il debutto di ITER. Col passare del tempo, però, questo intervallo è diventato di dieci anni: la data di accensione prevista per il 2025 avrebbe comportato l’inizio delle operazioni con il deuterio-trizio nel 2035). Un ulteriore slittamento della data di avvio di ITER potrebbe causare un corrispondente ritardo negli esperimenti con il deuterio-trizio.
Di fronte a ritardi così dispendiosi e alle conseguenti animosità, gli architetti di ITER, JWST e altri megaprogetti scientifici di solito rispondono ricordando all’opinione pubblica e ai politici che i grandi monumenti richiedono tempo per essere costruiti. I progetti di Notre Dame e di altre cattedrali gotiche, per esempio, erano di una tale scala e complessità che, fin dall’inizio, tutti sapevano che la loro creazione avrebbe richiesto generazioni; nessuno dei presenti agli inizi della costruzione Notre Dame pensava di vivere per vederla finita.
I progettisti di ITER, tuttavia, non nutrivano inizialmente aspettative così esorbitanti per il loro progetto; erano convinti di vederlo completato entro un paio di decenni. Oggi, tuttavia, il progetto sta entrando nella sua terza generazione di pianificazione e costruzione, e i suoi importanti esperimenti sono lontani almeno un’altra generazione. ITER è diventato la cattedrale gotica del nostro tempo: una struttura bellissima ma immensamente complessa, che preghiamo possa aiutarci a trovare la salvezza dai nostri guai energetici e climatici.
D’altra parte, forse una cattedrale è la metafora sbagliata: sebbene Notre Dame abbia richiesto un secolo per essere completata, è diventata una struttura attiva molto prima, venendo utilizzata per lo scopo prefisso dopo neanche una generazione dall’inizio della costruzione. Nessuno può dire quando questo accadrà per ITER. Ogni decennio che passa, questo monumento da record alla grande scienza internazionale assomiglia sempre meno a una cattedrale, e sempre più a un mausoleo.
(L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Scientific American” il 15 giugno 2023. Traduzione ed editing a cura della redazione. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati.)
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