Costruire una piccola stella sulla Terra. Questo è lo scopo del consorzio Iter (sigla di International thermonuclear experimental reactor), costituito per realizzare il reattore a fusione nucleare che sarà una tappa decisiva per l’utilizzo su larga scala di quest’energia pulita. Al progetto aderiscono l’Unione Europea, il Giappone, la Cina, la Russia, gli Stati Uniti e la Corea del Sud.
La fusione nucleare è quella reazione che permette alle stelle di produrre luce e calore, e quindi di vivere. Quando si riuscirà a controllarla sul nostro Pianeta, avremo a disposizione una fonte di energia pressoché inesauribile e poco inquinante. Infatti la reazione di fusione più classica si ottiene partendo da due gas leggeri, il deuterio e il trizio, isotopi dell’idrogeno, che si possono ricavare piuttosto facilmente: il primo si estrae dall’acqua (se ne possono ottenere circa 30 grammi per metro cubo d’acqua), il secondo è un prodotto della fissione, la reazione che alimenta le attuali centrali nucleari. In alternativa può essere prodotto dal litio, un metallo comunemente utilizzato. In condizioni di temperatura e pressione elevatissime deuterio e trizio si fondono per formare elio e liberano una grande quantità di energia.
Nella reazione non si formano sostanze radioattive; i materiali di cui è costituito il reattore possono però diventarlo a causa del bombardamento di neutroni prodotti nella fusione. Una delle sfide tecnologiche del nuovo reattore sarà quindi quella di essere costruito con materiali sicuri sotto il profilo della radioattività. In ogni caso la quantità di materiale radioattivo prodotto sarà minima e la durata della pericolosità non superiore ai 100 anni. Perciò niente difficili problemi di stoccaggio e smaltimento, né rischi di reazione incontrollabile, perché per fermare il processo basta interrompere il rifornimento di deuterio e trizio.
Oggi la fusione è già realizzata in appositi reattori a forma di ciambella, chiamati tokamak, ma la reazione dura solo alcuni minuti e utilizza più energia per innescarsi di quanta non ne produca. Iter dovrà arrivare a produrre un’energia almeno dieci volte superiore a quella necessaria ad accenderlo. Per funzionare più a lungo avrà un volume maggiore dei suoi predecessori: la parte centrale del reattore sarà alta 10 metri e larga 5, contro i 4 per 2,5 m
Iter dovrebbe essere, dopo anni di sperimentazioni, l’ultima tappa prima dello sfruttamento commerciale. Che comunque non avverrà prima di una cinquantina di anni…
Dopo aver risolto il nodo della sede del reattore, assegnata a Cadarache, in Francia, le sfide tecnologiche da superare restano ancora impegnative. Per creare le condizioni necessarie alla fusione dei nuclei i gas devono essere portati ad almeno cento milioni di gradi, in modo che gli atomi si muovano molto velocemente e si scontrino frequentemente fra loro, formando un plasma. Poiché qualunque materiale fonde ed evapora istantaneamente a queste temperature, il plasma deve essere tenuto a distanza dalle pareti del reattore attraverso campi magnetici molto intensi. Nonostante questo, i materiali di rivestimento interno dovranno resistere a temperature elevatissime (intorno ai 1.000 °C), quindi devono essere appositamente progettati.
Un’altra difficoltà, come abbiamo visto, viene dai neutroni prodotti durante la reazione: questi colpendo le pareti del reattore le danneggiano e le rendono radioattive. I materiali dovranno perciò perdere rapidamente la loro radioattività ed essere adatti ad assorbire l’energia dei neutroni per trasformarla in calore.
Tutto il calore prodotto nella reazione servirà infatti a scaldare dell’acqua che si trasformerà in vapore e farà girare delle turbine per produrre energia elettrica.
Per ottenere questi risultati serviranno una decina d’anni e un intenso impegno economico (si parla di un costo totale di una decina di miliardi di euro). Anche l’Italia sta dando il suo contributo con la sua esperienza nella ricerca sulla fusione nucleare e le tecnologie d'avanguardia nella costruzione di potenti magneti.
Il sito ufficiale del progetto è: www.iter.org
