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I vantaggi dell’energia da fusione nucleare
L’energia sprigionata dalla reazione di fusione nucleare, che avviene in natura nel sole e nelle altre stelle, avrebbe diversi vantaggi:
- è rinnovabile, prodotta a partire da elementi inesauribili in natura;
- è pulita, non emette gas a effetto serra e non genera scorie tossiche;
- è sicura, non comporta rischi per la sicurezza e la salute.
L’obiettivo del progetto ITER
Nel 1985, con l’obiettivo di replicare sulla Terra una reazione di fusione nucleare controllata per sfruttare l’energia da essa liberata, è nato il progetto internazionale ITER. In altre parole, questo progetto mira ad “accendere un piccolo sole” sulla terra, per produrre energia pulita, senza emissioni di CO2, sostenibile e sicura, sfruttando le conoscenze sui processi di fusione che avvengono nelle stelle.
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) è una delle maggiori organizzazioni di ricerca e sviluppo a livello mondiale. È composta da 7 Paesi (Unione Europea, Cina, Corea, Giappone, India, Russia e Stati Uniti), ed è nata appunto con lo scopo di verificare la fattibilità scientifica e tecnologica della fusione nucleare come fonte di energia.
La realizzazione del reattore ITER
Per raggiungere questo ambizioso obiettivo, ITER sta costruendo un gigantesco prototipo di reattore a fusione nucleare di tipo sperimentale.
Il reattore sperimentale è in costruzione a Cadarache, nel sud della Francia, mentre la realizzazione di alcuni prototipi e di parti del reattore finale è stata affidata al Consorzio RFX di Padova, di cui sono soci CNR, ENEA, INFN, Università di Padova e Acciaierie Venete SpA.
Il Consorzio RFX sta sviluppando e testando il sistema di iniezione di atomi neutri del reattore ITER, con la realizzazione di due prototipi indipendenti:
- SPIDER, inaugurato a Padova nel 2018, è la sorgente di ioni più potente al mondo. Si tratta del primo esperimento ospitato dal Consorzio RFX. Servirà a produrre ioni negativi di idrogeno e deuterio, e a ottimizzare il fascio di particelle accelerato con una tensione di 100 KV.
- MITICA, il secondo esperimento, entrerà in funzione nel 2023. Sarà l’iniettore completo in scala reale del reattore ITER. Al suo interno, una sorgente analoga a SPIDER, ma assai più potente, produrrà e accelererà un fascio di particelle, poi neutralizzate, a un milione di volt, erogando una potenza di 16,5 MegaWatt.
Come funziona il reattore ITER?
All’interno del reattore, per replicare una “normale” fusione nucleare, è necessario che due isotopi dell’Idrogeno, il Deuterio e il Trizio, si incontrino a temperature dell’ordine dei 100-150 milioni di gradi (10 volte la temperatura del sole), portando alla formazione di Elio, neutroni ed energia.
Il cuore di questa macchina è un enorme contenitore, al cui interno vi sarà il plasma (gas surriscaldato) di Deuterio e Trizio, circondato da potenti magneti superconduttori per contenerlo, e da acceleratori di particelle e generatori di microonde per riscaldare.
Il contributo Nippon Gases Italia al progetto ITER
Numerose aziende a livello mondiale sono coinvolte nello sviluppo di tecnologie che permettano di vincere questa immensa sfida tecnologica. Fra queste anche Nippon Gases Italia, che da oltre 40 anni supporta i maggiori centri di ricerca nazionale impegnati in progetti focalizzati nel settore dell’energia da fusione nucleare. A supporto del progetto ITER Nippon Gases Italia, in collaborazione con ATT Angelantoni Test Technologies, ha dato, e continua a dare, il suo contributo, attrezzando la test facility del Consorzio RFX di Padova con un impianto di stoccaggio, distribuzione ed iniezione gas Idrogeno, Deuterio e Azoto.
L’Idrogeno ed il Deuterio, iniettati nella sorgente ad alto potenziale, costituiscono la fonte del fascio di ioni e sono pertanto il cuore dell’esperimento. L’Azoto è utilizzato per consentire il funzionamento dei sistemi di pompaggio e di molte altre utilities, oltre ad assicurare la pulizia dell’impianto.
Per ridurre al minimo le impurezze presenti nel sistema, Nippon Gases Italia garantisce i più alti standard qualitativi attraverso la fornitura di gas ad elevate purezze. Nello specifico, Idrogeno 6.0, Deuterio 5.0 e Azoto 5.0 in bombole e pacchi, e Azoto liquido in serbatoio.
Conclusione
La sperimentazione del reattore di ITER richiede ancora molto tempo, e non sappiamo se, quando e a quale costo, sarà possibile realizzare un sistema capace di generare in modo sicuro energia da fusione nucleare. Con la speranza che si trovi al più presto una fonte di energia rinnovabile in grado di soddisfare il fabbisogno energetico e al contempo risolvere la crisi climatica, noi continuiamo a sviluppare e perfezionare applicazioni, sistemi di fornitura e tecnologie che riducono le emissioni e migliorano l’efficienza per un futuro più pulito.
