Saint Paul Lez Durance, a nord di Marsiglia, è il sito europeo del progetto Iter, il primo esperimento al mondo che prova a ricavare energia da fusione nucleare su scala industriale condiviso da oltre trenta Paesi, consapevoli di quanto sia urgente produrre energia rinnovabile in grandi quantità e in breve tempo.
La fusione nucleare è il processo di unione di due nuclei leggeri per formarne uno più pesante, liberando una grande quantità di energia.
È il meccanismo che alimenta le stelle, come il Sole, e la ricerca mira a riprodurlo sulla Terra per generare energia pulita e abbondante.
Per ottenere la fusione, è necessario portare i combustibili (isotopi dell’idrogeno come deuterio e trizio) a temperature estremamente elevate di oltre 100 milioni di gradi, trasformandoli in plasma, che deve poi essere confinato magneticamente perché non esiste un contenitore in grado di resistere a queste temperature.
Due nuclei atomici leggeri, come il deuterio e il trizio, che otteniamo dall’idrogeno in pratica dalla comune acqua, vengono fatti fondere per creare un nucleo più pesante l’elio perché durante il processo , rilasciano un’enorme quantità di energia oltre 10 volte quella utilizzata per attivar il processo.
I combustibili principali sono isotopi dell’idrogeno non radioattivi quindi non pericolosi, comuni e di costo infimo: il deuterio e il trizio.
Il deuterio o acqua pesante, si estrae dall’acqua di mare e il trizio si può produrre dal litio.
Il litio è un elemento chimico metallico (simbolo Li, numero atomico 3), leggero e molto reattivo, usato sia nell’industria (specialmente per le batterie agli ioni di litio) sia in medicina, dove il carbonato di litio è un farmaco stabilizzatore dell’umore.
In ambito farmacologico, è fondamentale nel trattamento del disturbo bipolare per stabilizzare le oscillazioni tra mania e depressione.
Il litio è un metallo alcalino, tenero, di colore bianco-argenteo che si ossida rapidamente a contatto con l’aria, è l’elemento principale nelle batterie agli ioni di litio, fondamentali per i dispositivi elettronici e le auto elettriche.oltre ad essere impiegato in leghe ad alta conducibilità termica, lubrificanti e ceramiche.
Il litio si trova in giacimenti rocciosi e saline naturali e il riciclo è un’alternativa importante.
Per superare la repulsione tra i nuclei, è necessario portarli a temperature di milioni di gradi quando la materia diventa un plasma che deve essere contenuto in uno spazio ristretto per un tempo sufficiente a far avvenire la fusione. Il metodo più studiato è il confinamento magnetico, utilizzato in dispositivi come il Tokamak, che usa campi magnetici per contenere il plasma e impedirgli di toccare le pareti.
La fusione termonucleare ha il potenziale per essere una fonte energetica quasi illimitata, che non produce gas serra con modeste scorie radioattive di basso livello, che decadono in un tempo relativamente breve a differenza della fissione e non comporta rischi di proliferazione nucleare.
Il problema è solo uno: confinare il plasma senza rischi per il tempo necessario e confinare la reazione deuterio-trizio che produce neutroni in grado di rendere radioattivi i componenti del reattoreche vanno confinati e gestiti.
Rispetto a tante altre reazioni chimiche, questa sembra facile da innescare e non l’abbiamo nemmeno inventata noi perché stiamo semplicemente copiando quello che fanno le stelle.
La fusione nucleare è concettualmente semplicissima e il vero problema consiste ne riprodurre le condizioni di pressione e temperatura dei nuclei stellari.
Non siamo assolutamente in grado di creare la pressione che esiste nelle stelle ma possiamo arrivare ad un decimo di questo valore quindi dobbiamo agire sulla temperatura della funzione PT (pressione temperatura) aumentandola di dieci volte rispetto a quella del sole per equilibrare il processo.
Ciò significa che il plasma nel reattore a fusione deve raggiungere circa 100 milioni di gradi quindi confinato magneticamente cioè in un campo di forza in grado di resistere a queste temperature inconcepibili.
Le previsioni attuali sono di 10 anni per ottenere un reattore a fusione sfruttabile commercialmente poi avremo energia praticamente illimitata, pulita e gratuita prodotta partendo dall’acqua.