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di Giulio Pons 20 Settembre 2019

A Frascati costruiscono le stelle (coi soldi europei)

Alla ricerca dell’energia pulita: la fusione nucleare spiegata a mia nonna

Un grande finanziamento di 250 milioni di dollari arriverà dall’Europa all’ENEA l’ente italiano che si occupa di nuove tecnologie, energia e sviluppo economico sostenibile. Il progetto per cui vengono stanziati i fondi è talmente ambizioso da sembrare fantascienza: costruire una centrale elettrica a fusione nucleare.

La fusione nucleare spiegata a mia nonna

Che differenza c’è tra scissione e fissione nucleare? Se non ve lo hanno insegnato a scuola o se eravate assenti, ecco un piccolo ripasso.

Le centrali nucleari costruite fino ad ora sono del tipo a scissione (o fissione), per funzionare nel loro reattore si rompono gli atomi di uranio e si creano atomi di metalli più leggeri, questo processo provoca l’emissione di una grande quantità di energia. Tuttavia questa energia non è pulita, in quanto restano delle scorie radioattive che non si sa bene dove mettere, inoltre è una reazione di difficile controllo e il dibattito pubblico sulla sicurezza ne ha affossato gli sviluppi (almeno in Italia).

Il nuovo sistema, invece, è detto a fusione: cioè nel reattore della centrale si uniscono gli atomi di idrogeno e si formano atomi di elio. Questo processo è quello che avviene nel nostro Sole e produce energia pulita, senza scorie (la scoria è l’elio). La fusione nucleare è l’energia delle stelle e scienziati in tutto il mondo sono all’opera da decenni per realizzare una centrale in grado di innescare e controllare la fusione dei nuclei degli atomi.

La differenza tra scissione e fusione, ridotta all’osso  La differenza tra scissione e fusione, ridotta all’osso

A dir la verità, anche la fusione nucleare è di difficile gestione, ben più della fissione, per questo al progetto partecipano molte aziende, enti statali, università e fondi sia europei che internazionali. La costruzione stessa della centrale non è appannaggio di una sola nazione, ma è un progetto collaborativo in cui l’Italia ha un ruolo primario, nonostante i nostri politici.

Tornando al titolo di questo post, i soldi di questo recente finanziamento andranno nella realizzazione e ampliamento del polo scientifico tecnologico dell’ENEA a Frascati, vicino a Roma, con ricadute trentennali su lavoro ed economia, dato che sono previsti 500 posti di lavoro, senza contare l’indotto.

Come accendere una stella sulla Terra

Nel Sole, grazie all’enorme massa della nostra stella, la forza di gravità comprime gli atomi di elio verso il centro del Sole e all’interno della stella si arriva alla temperature di circa 16 milioni di gradi. Temperatura e pressione insieme causano la fusione dell’idrogeno in elio, la Stella si trasforma e ci manda la sua energia sotto forma dei bellissimi raggi solari. Sulla terra però non è possibile riprodurre la pressione dovuta alla gravità della massa del Sole, pertanto per arrivare a fondere l’idrogeno in elio è necessario alzare la temperatura fino a 100 milioni di gradi. Sì, hai letto bene.

Dato che non esiste un contenitore capace di resistere a queste temperature, si deve tenere sospeso il plasma (così si chiama il materiale nel reattore ad altissima temperatura) tramite dei super magneti. Sospeso, senza che tocchi nulla.

Il contenitore ha la forma di una ciambella col diametro della sezione di alcuni metri, si chiama Tokamak.

L’interno di un Tokamak. Quello a Frascati sarà più grosso. Foto di Rswilcox - L’interno di un Tokamak. Quello a Frascati sarà più grosso.

Una volta scatenata la fusione nucleare dentro al Tokamak bisognerà prendere l’energia e imbrigliarla per farne corrente elettrica, buttando fuori da una specie di tubo di scappamento l’elio caldissimo appena creato.

A Frascati in particolare si dovrà costruire una parte cruciale di questo progetto, denominata Divertore, da applicare al Tokamak già realizzato, con cui si proverà a capire se effettivamente il plasma alle enormi temperature può essere contenuto e gestito, perché la cosa non è scontata. E’ una fase di test per scoprire se si può davvero gestire una piccola stella sulla Terra.

Se tutto andrà bene, il Divertore verrà poi utilizzato nella costruzione del primo vero e proprio completo reattore a fusione nucleare che si chiamerà DEMO e immetterà energia pulita nella rete elettrica. Quando? Nel 2050, se tutto va bene.

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