Dopo due decenni di progettazione, produzione, fabbricazione e assemblaggio in tre continenti, lo storico progetto multinazionale per la fusione nucleare ITER ha celebrato il 1 luglio il completamento e la consegna delle sue bobine di campo toroidale, il più complesso dei sistemi ITER, provenienti da Giappone ed Europa. Ogni bobina è enorme: è alta 17 metri, larga 9 metri e pesa circa 360 tonnellate.
Le bobine del campo toroidale funzioneranno insieme, di fatto, come un unico magnete: il magnete più potente mai realizzato. Genereranno un’energia magnetica totale di 41 gigajoule. Il campo magnetico di ITER sarà circa 250.000 volte più forte di quello della Terra.
L’energia delle stelle
Diciannove gigantesche bobine di campo toroidale sono state portate nel sud della Francia. Saranno componenti chiave di ITER, il mega-progetto sperimentale di fusione che utilizzerà il confinamento magnetico per realizzare la fusione nucleare, lo stesso processo che alimenta il Sole e le stelle e fornisce luce e calore alla Terra. La ricerca sulla fusione mira a sviluppare una fonte di energia sicura, pressoché inesauribile e rispettosa dell’ambiente.
ITER è una collaborazione di oltre 30 paesi partner. Unione Europea, Cina, India, Giappone, Corea, Russia e Stati Uniti vi sono coinvolti. Le bobine di campo toroidale a forma di D saranno posizionate attorno al recipiente a vuoto dell’ITER, una camera a forma di ciambella chiamata tokamak. Qui nuclei atomici leggeri saranno fusi insieme per formarne di più pesanti, liberando un’enorme energia dalla reazione di fusione.
Un plasma dieci volte più caldo del Sole
Il combustibile per questa reazione di fusione sono due forme di idrogeno, deuterio e trizio (DT). Questo carburante verrà iniettato sotto forma di gas nel tokamak. Facendo passare una corrente elettrica attraverso il gas, questo diventa un plasma ionizzato – il quarto stato della materia, una nuvola di nuclei ed elettroni. Il plasma verrà riscaldato a 150 milioni di gradi, 10 volte più caldo del nucleo del Sole. A questa temperatura, la velocità dei nuclei atomici leggeri è sufficientemente elevata da consentire loro di scontrarsi e fondersi.
Per dare forma, confinare e controllare questo plasma estremamente caldo, il tokamak ITER deve generare una gabbia magnetica invisibile, conformata con precisione alla forma del recipiente metallico a vuoto. E qui entrano in gioco le bobine. ITER utilizza niobio-stagno e niobio-titanio come materiale per le sue bobine giganti. Dieci bobine sono state prodotte in Europa, sotto gli auspici dell’Agenzia nazionale europea dell’ITER, Fusion for Energy (F4E). Otto bobine più una di scorta sono state prodotte in Giappone, sotto la guida di ITER Japan, parte dei National Institutes for Quantum Science and Technology (QST).
ITER inizierà a funzionare scientificamente nel 2034 e sarà in grado di lavorare su plasmi di deuterio-deuterio, con la piena energia magnetica nel 2036 – un ritardo di appena tre anni rispetto al piano originale. Il funzionamento con il combustibile di fusione deuterio-trizio è, invece, previsto per il 2039.
Il progetto, guidato da un italiano, Pietro Barbaraschi, ha diversi soggetti coinvolti, ovvero un consorzio internazionale di sette partner: Unione Europea, Cina, India, Giappone, Russia, Corea del Sud e Stati Uniti d’America. L’investimento finanziario è di quasi 20 miliardi di euro in vent’anni.
La fusione nucleare rappresenta la principale scommessa sul futuro energetico del pianeta Terra, intendendo preservare il pianeta stesso ma soprattutto la sopravvivenza umana. È tale la sua importanza che tra gli investitori privati vi sono miliardari come Gates, Bezos e Soros e industrie nel campo energetico come ENI.