Per rispondere a questa domanda, esploreremo il mondo della fusione nucleare, approfondendo le sue potenzialità e le sfide tecnologiche, con particolare attenzione allo Stellarator, una macchina rivoluzionaria in via di sviluppo.
Cos’è la fusione nucleare?
La fusione nucleare è il processo attraverso cui nuclei atomici leggeri si uniscono per formare nuclei più pesanti, liberando una quantità straordinaria di energia. Questo processo avviene nelle stelle, dove temperature e pressioni elevatissime rendono possibile la fusione dell’idrogeno, producendo energia sotto forma di calore e luce. La fusione nucleare differisce dalla fissione nucleare, che conosciamo grazie alle centrali nucleari: nella fissione, l’energia viene generata dalla divisione di atomi pesanti, come l’uranio, mentre la fusione nucleare richiede l’unione di atomi leggeri, come il deuterio e il trizio, due isotopi dell’idrogeno.
Sulla Terra, replicare le condizioni estreme necessarie per la fusione è una sfida enorme. Le stelle riescono a sostenere la fusione grazie alla loro massa e alle pressioni interne, ma per gli scienziati la questione è: come mantenere una reazione stabile e continua senza il rischio di un’esplosione? E soprattutto, come confinare un plasma (gas di particelle cariche ad altissime temperature) a oltre 100 milioni di gradi Celsius?
Lo Stellarator: una storia di innovazione e tecnologia estrema
Per realizzare la fusione nucleare controllata sulla Terra, gli scienziati stanno lavorando su macchine come lo Stellarator, il “contenitore” di plasma più avanzato che si possa immaginare. Lo Stellarator è un dispositivo complesso che usa potenti campi magnetici per contenere il plasma. Il concetto dello Stellarator risale agli anni ‘50, ma solo recentemente i progressi tecnologici hanno permesso di trasformarlo in una macchina operativa. I primi Stellarator erano costruiti con tecnologie molto limitate, e solo con l’avvento dei supercomputer, come ci ha raccontato Francesco Sciortino di Proxima Fusion in una puntata del nostro podcast, è stato possibile migliorare il design e l’efficienza.
Lo Stellarator Wendelstein 7-X, costruito dal Max Planck Institute in Germania, è uno degli esempi più avanzati: non è progettato per produrre energia, ma per testare i principi di base della fusione. Questa macchina pionieristica ha permesso di compiere passi da gigante nella comprensione del comportamento del plasma, aprendo la strada alla realizzazione di futuri reattori di fusione. Proxima Fusion, spin-off dello stesso Max Planck Institute, è ora al lavoro per rendere gli Stellarator una soluzione industrializzabile e affidabile per la produzione energetica del futuro.
Deuterio e trizio, la sfida del combustibile
Uno degli ostacoli principali alla fusione è il carburante. Per ottenere una fusione efficace sulla Terra, gli scienziati utilizzano il deuterio e il trizio, due forme di idrogeno. Il deuterio è relativamente facile da ottenere, poiché è presente nell’acqua, mentre il trizio è più complesso, essendo instabile e raro. La quantità di trizio disponibile diminuisce con il tempo, e perciò non possiamo semplicemente immagazzinarlo.
Per risolvere questo problema, il processo di “breeding” (riproduzione) del trizio è fondamentale: significa che, durante la fusione, il reattore stesso deve produrre il trizio necessario. Proxima Fusion e altre aziende stanno lavorando su questa tecnologia, cercando di rendere i reattori di fusione autosufficienti. Se riusciremo a perfezionare la gestione del combustibile, un cucchiaino di deuterio e trizio potrebbe generare tanta energia quanto 13 tonnellate di carbone, con un impatto ambientale molto più basso.
Competizione e collaborazione nella ricerca sulla fusione
Il campo della fusione nucleare è al tempo stesso collaborativo e competitivo. Al momento, esistono oltre 50 start-up che lavorano per rendere la fusione una realtà. Questo contesto, come spiegato da Francesco Sciortino in una puntata del nostro podcast, crea un ambiente di “competizione salutare”, dove le aziende cercano di perfezionare la propria tecnologia per arrivare per prime a una soluzione commercialmente valida. Proxima Fusion, ad esempio, punta a una fusione scalabile e accessibile, concentrandosi su materiali e tecnologie già fattibili e verificabili.
Ma, come ricorda Francesco Sciortino, la scienza dietro la fusione è complessa e richiede una costante validazione. La fusione nucleare è un campo che unisce istituti di ricerca pubblici e privati in uno sforzo collettivo: il successo di una singola azienda, in realtà, si rifletterà su tutto il settore, e la cooperazione tra imprese e istituzioni scientifiche è fondamentale per superare le enormi sfide tecnologiche.
Un futuro di energia pulita e inesauribile?
Se riuscissimo a ottenere l’energia dalle stelle, la fusione nucleare cambierebbe radicalmente il futuro dell’umanità. Fornire energia pulita e inesauribile è un obiettivo di portata storica, ma raggiungerlo richiederà ancora molti anni di ricerca e sviluppo. Francesco Sciortino e il team di Proxima Fusion, con il loro impegno, ci mostrano che una centrale di fusione operativa potrebbe essere pronta già entro i prossimi venti anni, portandoci a un futuro in cui la fusione nucleare diventi una delle principali fonti energetiche.
Oggi la fusione nucleare può sembrare un sogno lontano, ma gli incredibili progressi degli ultimi decenni ci avvicinano a questa visione. Ogni sforzo, ogni esperimento, ci avvicina di un passo a ricreare qui, sulla Terra, il processo che alimenta le stelle.
Per approfondire questi temi e scoprire di più sul lavoro di Francesco Sciortino e Proxima Fusion, vi invitiamo a guardare la puntata completa del nostro podcast, dove esploriamo da vicino i progressi e le sfide della fusione nucleare per un futuro sostenibile.
