Il Reattore Termonucleare Sperimentale Internazionale (Iter), un progetto di fusione atomica che 35 Paesi, tra cui Stati europei, Cina, Russia e Usa, hanno avviato a Saint-Paul-lez-Durance, nel sud della Francia, non funzionerà fino ad almeno il 2039.
I lavori erano stati avviati nel 2010, dovevano costare inizialmente 6 miliardi di dollari, con l’impegno di produrre reazioni energetiche propedeutiche alla generazione elettrica entro il 2020.
L’operatività del reattore sperimentale era già stata ritardata al 2035. Circa un mese fa è arrivato l’annuncio del nuovo ritardo di almeno quattro anni e di una lievitazione dei costi dagli attuali 22 miliardi di dollari a circa 27 miliardi di dollari.
Da molti decenni la fusione nucleare promette per bocca di molti suoi proponenti che siamo ormai solo ad una decina di anni dalla realizzazione del proprio obiettivo. Ogni volta, però, il traguardo viene spostato in avanti, in quella che alcuni critici hanno definito ironicamente una sorta di “costante cosmica” del comparto.
In questo ultimo ciclo, l’aumento dei costi, il Covid, la corrosione di parti chiave, riprogettazioni dell’ultimo minuto e i disaccordi con i responsabili della sicurezza nucleare hanno provocato una nuova tornata di ritardi.
Le opinioni delle testate scientifiche
Secondo altre stime, il prezzo finale potrebbe salire ben oltre 27 miliardi di dollari, rendendo Iter “il progetto scientifico più in ritardo e più gonfiato nei costi della storia“, ha avvertito la rivista Scientific American.
Da parte sua, la rivista Science ha dichiarato semplicemente che Iter si trova ora in “grossi guai“, mentre la rivista Nature ritiene che “il più grande esperimento al mondo sull’energia da fusione sarà probabilmente battuto da altri progetti”, anche se “secondo gli scienziati l’enorme reattore ha ancora un valore”, nonostante il progetto sia stato “afflitto da una serie di ritardi, sforamenti dei costi e problemi di gestione”.
Un esempio di ricadute positive della ricerca nella fusione nucleare è lo studio di modi per generare il trizio, il raro isotopo dell’idrogeno che è essenziale per i reattori a fusione. Questo potrebbe essere prodotto in un sito di reattore a fusione usando i neutroni che genera per bombardare campioni di litio, un processo che produce elio, e trizio. “Si tratta di un esperimento utile di per sé“, ha dichiarato Brian Appelbe, ricercatore di fisica presso l’Imperial College di Londra.
Recentemente, inoltre, uno spin-off del MIT ha messo a punto una soluzione per sfruttare le riserve geotermiche potenzialmente illimitate a 10-20 km di profondità, utilizzando una tecnologia di perforazione nata dalla ricerca sulla fusione nucleare (Nuove frontiere della geotermia, vaporizzando le rocce con le microonde).
Cosa è la fusione nucleare
La fusione nucleare è il processo che alimenta le stelle, in cui i nuclei di due atomi leggeri sono costretti a combinarsi a causa delle enormi temperature e pressioni per formare un unico nucleo più pesante, liberando al contempo gigantesche quantità di energia.
L’idea sarebbe di replicare tale processo sulla Terra tramite, per esempio, un reattore a forma di ciambella, chiamato tokamak, che utilizzerebbe campi magnetici per contenere un plasma di nuclei di idrogeno che sarebbe poi bombardato da fasci di particelle e microonde. Se le temperature raggiungeranno milioni di gradi Celsius, la miscela di due isotopi dell’idrogeno, deuterio e trizio, si fonderà per formare elio, neutroni e una grande quantità di energia in eccesso.
Finora, gli annunci dei successi del settore sono stati però più un’illusione mediatica che il preludio di una nuova realtà (Fusione nucleare: prossima realtà o illusione mediatica?).
Gli ultimi problemi di Iter
Contenere il plasma a temperature così elevate è però eccezionalmente difficile. “Inizialmente si era pensato di rivestire il reattore tokamak con berillio protettivo, ma la cosa si è rivelata molto complicata. È tossico e alla fine si è deciso di sostituirlo con il tungsteno. Si è trattato di un’importante modifica progettuale presa molto tardi”, ha dichiarato a The Guardian David Armstrong, professore di scienza e ingegneria dei materiali all’Università di Oxford.
Poi si è scoperto che enormi sezioni del tokamak prodotto in Corea non si incastravano correttamente, mentre le minacce di possibili perdite di materiali radioattivi hanno indotto i regolatori nucleari francesi a sospendere la costruzione dell’impianto. Altri ritardi nella costruzione si sono poi accavallati sui primi.
Successivamente è arrivato il Covid. “La pandemia ha fermato le fabbriche che fornivano i componenti, ha ridotto la forza lavoro e ha innescato altri problemi, come ritardi nelle spedizioni e difficoltà nel condurre le ispezioni di controllo qualità”, ha detto il direttore generale di Iter, Pietro Barabaschi.
Iter ha quindi dovuto nuovamente rimandare il suo completamento al prossimo decennio. Resta da vedere se il progetto sopravviverà a queste crisi e se i suoi investitori continueranno a finanziarlo.
“Certamente il ritardo di Iter non va nella giusta direzione. In termini di impatto della fusione nucleare sui problemi che l’umanità deve affrontare ora, non dovremmo aspettare che la fusione nucleare li risolva. Non è prudente“, ha dichiarato Barabaschi il mese scorso.
I progetti privati di fusione nucleare
Tra le aziende private impegnate in vari progetti di fusione nucleare ci sono la Tokamak Energy di Oxford e la Commonwealth Fusion Systems negli Stati Uniti.
Le aziende private e i ricercatori che utilizzano altri approcci alla fusione hanno comunicato dei progressi. Nel 2022, la US National Ignition Facility in California ha dichiarato di aver usato il laser per surriscaldare deuterio e trizio e di averli fusi per creare elio ed energia in eccesso, anche se si tratta di un progresso più apparente che reale (Fusione nucleare, perché la svolta annunciata non è quello che sembra).
Altri progetti di fusione sostengono che anch’essi potrebbero presto fare progressi.
“Negli ultimi 10 anni, c’è stata un’enorme crescita di aziende private che promettono di fare le cose in modo diverso, più veloce ed economico, rispetto a Iter. Anche se, a dire il vero, è molto probabile che alcune promettano troppo“, ha dichiarato Appelbe.
Da parte sua, Iter ha negato di essere “in grossi guai” e ha respinto l’idea che si tratti di un progetto scientifico da record per i costi e i ritardi. Basti pensare alla Stazione Spaziale Internazionale o al collegamento ferroviario HS2 del Regno Unito, ha dichiarato un portavoce.
Barabaschi si è comunque detto “molto scettico” sul fatto che qualsiasi startup che prometta un’operazione commerciale entro il 2040 riesca a rispettare questa scadenza.
“Anche se oggi la fusione termonucleare venisse dimostrata, non credo che saremmo in grado di utilizzarla commercialmente entro il 2040. Dobbiamo risolvere una serie di altri problemi tecnici per renderla commercialmente valida”, ha dichiarato.
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