Oggi:

2021-10-21 03:45

L’Iter Inevitabile (!) per la Decarbonizzazione Totale

FUSIONE NUCLEARE

di: 
Carlo Minopoli

L’autore ci propone un intervista all’ing. Sergio Orlandi sui progressi di Iter, reattore sperimentale della fusione nucleare. L’Astrolabio (e gli Amici della Terra) che non hanno mai avuto posizioni ideologiche, e che informano regolarmente sulla sperimentazione in campo nucleare tradizionale e della fusione, sottolineano la palese contraddizione -e la doppia verità- di quella parte di ambientalismo che pretende una decarbonizzazione totale e veloce dell’economia ma strilla contro il nucleare e fa finta di poterne fare a meno (rileggi in proposito Dimenticare Fukushima).  

Qualche giorno fa il Ministro della Transizione Ecologica Roberto Cingolani ha rilasciato dichiarazioni che hanno acceso il dibattito pubblico. Subito dopo un affondo nei confronti de ”l´ambientalismo radical chic”, Cingolani ha parlato della necessitá di considerare gli sviluppi dell´energia nucleare, sostenendo: “Nell’interesse dei nostri figli è vietato ideologizzare qualsiasi tipo di tecnologia. Stiamo ai numeri, quando saranno disponibili prenderemo le decisioni”.

La polemica scattata dalle dichiarazioni del Ministro, sommate alle valutazioni che l´Unione Europea sta attuando in merito a un ingresso dell´energia nucleare nella Tassonomia Europea delle attivitá sostenibili, che favorirá quindi lo spostamento degli investimenti verso questa energia, obbliga a un´analisi dei progressi dell´energia nucleare, tra cui la produzione di energia elettrica da fusione.

L´Italia é molto attiva nel campo della fusione nucleare nella realtá piú importante per la sua storia e per il suo impatto ingegneristico: ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).

ITER é una collaborazione internazionale che coinvolge piú di 35 paesi (tra cui l´Unione Europea) che si propone di realizzare nel Sud della Francia un reattore di fusione nucleare di tipo sperimentale, in grado di produrre un plasma di fusione che produca piú potenza rispetto a quella richiesta per riscaldare il plasma stesso. Dopo la sperimentazione di ITER, arriverá DEMO, un prototipo di reattore nucleare a fusione studiato dal consorzio europeo Eurofusion che sará ideale successore del reattore sperimentale ITER e che dimostrerá la produzione di elettricitá da fusione. “Questo é l´ultimo reattore di ricerca sulla fusione nucleare prima della messa in opera dei reattori commerciali veri e propri previsti per il 2050” ha dichiarato Tony Donné, programme manager di Eurofusion. Il lavoro di ITER, quindi, assume una grande importanza.

In merito ai progressi di ITER e della fusione nucleare, di seguito l´intervista a Sergio Orlandi, Chief Executive Engineer e Control Account Manager presso ITER.

 

Quali sono I vantaggi della fusione nucleare rispetto alle altre fonti di energia?

´Senza dubbi, il primo vantaggio risiede nelle quantitá minime di combustibile richiesto rispetto alle fonti di energia attuali, poi la disponibilitá diffusa di questo combustibile. Deuterio e trizio, infatti, possono essere ricavati in primis dall’acqua del mare, che rappresenta i 2/3 del pianeta. La fusione nucleare, perció, puó diventare una sorgente adatta ai ricchi e ai poveri e disponibile a tutte le latitudini, quindi non confinata ad alcuni paesi. Un impianto di fusione puó inoltre beneficiare dei rifiuti di centrali nucleari a fissione, basti guardare ai reattori CANDU, in grado di assicurare massicce forniture di trizio. Poi ci sono Paesi come il Canada, con lo sviluppo del SCWR (Super Critical Water Reactor) non solo per la fornitura di trizio, ma anche per il modello tecnologico che ha fornito per il trattamento di questo materiale.

 

La fusione come parte della Green Economy…

Si. Non si tratta di una forzatura, cosí come non lo é vedere la fissione all´interno di questa. E’ la posizione presa in modo esplicito dalla Francia. Quando vuoi ridurre in modo drastico il quantitativo di CO2, devi anche assicurare la produzione di energia necessaria. In campo elettrico, per quanto riguarda la produzione di energia di picco ci si puó affidare alle energie rinnovabili tradizionali (fotovoltaico, eolico…) ma sulla produzione di energia di base devi fare affidamento a produttori di energia con sistemi di impianto capaci di produrre almeno 1000 MW elettrici, con una capacitá quindi di 3000 MW termici. I reattori di fusione possono inquadrarsi in questo ambito.

Allo stesso tempo non vanno nascoste le difficoltá della tecnologia di fusione. Quando ero studente, si diceva che la fusione sarebbe riuscita a produrre energia elettrica da fornire alla rete commerciale nel 2050, non prima. I piani non sono variati, anche se ITER cerca ogni giorno di accelerare il piú possibile la realizzazione di questo sogno. Ció che va evitato, quindi, é porre la fusione in antitesi con la fissione: la fissione nucleare è da introdurre nella Taxonomy  e la ricerca sulla fusione nucleare è importante anche perchè puó rappresentare un volano per tecnologie traversali che trovano moltissimi campi di applicazione.

 

ITER rappresenta il primo passo verso la realizzazione dell´energia elettrica prodotta da fusione, oltre che l´alleanza internazionale piú importante ad oggi. Qual é il planning di ITER?

ITER non é solo il primo passo verso la fusione, ma rappresenta anche il punto di arrivo di diversi apparati sperimentali sviluppati nei paesi piú avanzati, come la Russia, la Cina, il Giappone, la Corea e l´Europa. Questa vera alleanza internazionale ha fuso insieme questi paesi trasformandoli in stakeholder di un grande progetto, proprio perché ognuno di questi ha portato il suo contributo sviluppato all´interno dei propri paesi. Ció ha dato vita al primo impianto su scala cosi grande, che monitora e certifica campi magnetici cosí elevati (10-12 tesla), e che vuole visualizzare la capacitá di realizzare il vuoto in grossi contenitori come il Vacuum Vessel. Il planning di ITER é di ottenere il primo plasma nel 2025 per raggiungere la piena capacitá nel 2035 (reazione nucleare deuterio-trizio). Lí si misurerá per davvero la possibilitá di utilizzare la fusione nucleare come fonte di energia in grado di produrre una Potenza Passiva di 50 MW e riuscire a produrre quindi 500 MW utili, grazie ad un fattore di amplificazione uguale a 10.

In parallelo al raggiungimento della reazione nucleare nel 2035, si raggiungerá, tra il 2025 e il 2026, la certificazione di performance di sistemi complessi ed unici o per la tecnologia che li caratterizza o per la scala in cui sono realizzati. Basti pensare al Sistema criogenico di ITER, ad esempio: nonostante non presenti nulla di prototipico, questo é l´unico che opera a potenze tanto alte. Lo stesso discorso, anche in maniera piú incisiva, puó essere fatto per il confinamento con questi grandi campi magnetici e per la tecnologia dei superconduttori, a cui hanno contribuito in maniera importante molte aziende Italiane. ITER ha inoltre affrontato e superato, nel 2012, un Licensing Process del tutto identico a quello di un reattore a fissione. E’ il primo impianto al mondo che ha ottenuto questo Licensing in cosi breve tempo e l´ha ottenuto in Francia, il Paese espressione dell´energia nucleare piú importante in Europa. É quindi innegabile il suo contributo nel know how della fusione. Il progress di un nuovo impianto sperimentale europeo non potrá quindi fare altro che prendere a piene mani dagli sviluppi e dagli errori di ITER.  Si può dire, per attrarre l´attenzione mediatica, che altre realtá otterranno prima la produzione di energia elettrica da fusione, ma in 42 anni che lavoro in campo nucleare non ho mai visto grossi salti nella tecnologia. Essa va interpretata come una funzione continua che non va avanti per salti o discontinuitá.

 

A proposito di questo, pochi giorni fa é stato fatto un annuncio importante sulla capacitá superconduttiva da parte di MIT e CFS.

MIT e CFS hanno annunciato di aver svolto test, che hanno mostrato successo, su una tecnologia che porta in grembo materiali alternativi capaci di mantenere la superconduttivitá a 20 tesla e alla temperatura dell´azoto liquido, che permetterá di ottenere un Tokamak piú compatto. Siamo tutti curiosi di saperne di piú, perché sarebbe espressione di un´innovazione che permetterebbe di contenere i costi del Vacuum Vessel. É senza dubbi un passo utile anche per ITER. Ma un test non ti fornisce una tecnologia consolidata, bisogna sempre trovare il modo di svilupparne la catena tecnologica intorno. Oltre a rappresentare solo una piccola parte di ció che é necessario per ottenere la reazione, questa scoperta non cambia il processo scientifico del confinamento; il campo magnetico di confinamento, infatti, rimane comunque fino a 10/12 Tesla di confinamento e fino a 150 milioni di gradi per quanto riguarda la temperature del plasma.

 

A chiusura dell´intervista, una domanda personale. Lei lavora a ITER da quasi 10 anni ormai, é il progetto a cui ha dedicato la sua esperienza e conoscenza. Cosa rappresenta per lei questo progetto?

´Quando sono arrivato qui, quasi 10 anni fa, non c´era davvero niente di quello che si vede oggi. Si vedeva solo la platea di isolatori sismici, poi un campo di sabbia. Vederlo crescere cosí velocemente e in maniera cosí brillante é come veder crescere il proprio bambino. Io, poi, venivo da tanti anni di esperienza nei sistemi, perció ho dovuto studiare molto nel mio primo periodo qui. Oggi ho la fortuna di essere a capo del Dipartimento di ITER in cui tutte le tecnologie si collocano (Criogenia, Cooling Water, confinamento magnetico, conversione elettrica..), quindi ho potuto vedere in che maniera ITER ha contribuito anzitutto per sé stessa, poi per altre realtá. L´importanza di questa sperimentazione non puó essere messa in discussione, visto che il mondo sta entrando in una logica di produzione dell´energia da fonti con zero emissione. Infatti, i carichi di picco possono essere gestiti in altro modo, ma i carichi di base devono essere assicurati da sorgenti con grandi capacitá, come la fissione oggi e come sará la fusione un (non cosí lontano) domani´.