ITER: il progetto che fa sognare gli scienziati e promette una nuova fonte di energia pulita
Mercoledì gli scienziati tedeschi hanno contenuto con successo un plasma di idrogeno, facendo avvicinare il mondo al sogno utopico della fusione nucleare.
Il cancelliere federale Angela Merkel ha premuto il pulsante rosso sullo stellarator 7-X di Wendelstein, o W7-X, e ha dato il via a un conto alla rovescia della reazione che ha riscaldato l'idrogeno con la potenza di 6.000 microonde. Il plasma è stato sostenuto solo per una frazione di secondo. L'esperimento fu annunciato come un successo.
La fusione nucleare è la reazione opposta alla fissione che alimenta le centrali nucleari di oggi. Mentre i reattori a fissione rompono gli atomi di uranio pesante e catturano l'energia rilasciata attraverso quel processo, la fusione di potenza implica la rottura di due atomi più leggeri e la formazione di un singolo, più pesante.
La fusione dell'idrogeno è ciò che alimenta il sole e le stelle. Costruire una centrale elettrica a fusione qui sulla Terra equivale a fare un piccolo sole e a contenerlo sul nostro mondo. Il che è un compito estremamente difficile, poiché senza le pressioni di schiacciamento causate dalla mera massa di stelle, le temperature necessarie per iniziare la reazione su questo pianeta dovrebbero essere molte volte più calde di quelle che si trovano al centro del sole.
Se imbrigliata, la fusione potrebbe alimentare il mondo molte volte con un combustibile di acqua di mare, senza alcun rischio di fusione nucleare e scarsissimo spreco. Non c'è da meravigliarsi se questo obiettivo ha consumato così tante risorse globali, nonostante questi lenti progressi.
Uno sforzo internazionale, noto come ITER, è costato miliardi ad oggi ed è stato tormentato da frustrazione e ritardi. Una volta previsto di produrre un plasma entro il 2016, questo obiettivo è stato spinto in fondo alla strada, forse indefinitamente.
"Ora mi aspetto di dedicare la mia piena carriera professionale prima di vedere un plasma decente in ITER", ha detto un fisico della struttura Il newyorkese.
L'iniziativa tedesca, situata presso il Max Planck Institute for Plasma Physics di Greifswald, condivide lo stesso obiettivo di ITER: una reazione di fusione dell'idrogeno stabile e contenuta. Tuttavia, sono basati su due dispositivi diversi.
Le reazioni di fusione implicano la produzione di un gas ionizzato surriscaldato, noto come plasma. A milioni di gradi Celsius, il plasma è troppo caldo per essere contenuto da qualsiasi materiale sulla Terra. Le migliori idee su come contenere questo plasma comportano la sua circolazione sotto forma di ciambella all'interno del vuoto mediante potenti magneti super raffreddati. I due modelli principali per questo dispositivo sono il tokamak e lo stellarator, vedi sotto:
Il tokamak, che è la base di ITER, fu inizialmente proposto dai fisici sovietici negli anni '50. È più semplice rispetto allo stellarator, ma è molto più complesso in funzione.
Lo stellarator, che ha caratterizzato l'esperimento tedesco, ha un design molto più complicato, e non avrebbe potuto essere costruito senza il potere del supercomputing che è diventato disponibile solo negli anni '80.
Il successo di questa settimana in Germania è un segnale che lo stellarator sta recuperando, e forse ha persino superato, il tokamak nella corsa alla fusione nucleare commerciale.
Il W7-X della Germania costa $ 440 milioni. Il progetto nel suo complesso è costato più di un miliardo di dollari nell'arco di due decenni. L'obiettivo è quello di far salire il dispositivo in modo che possa sostenere le reazioni di fusione dell'idrogeno per più tempo e più a lungo, fino a 30 minuti. Gli scienziati coinvolti sperano che la pietra miliare sarà raggiunta entro il 2025.
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