Un reattore a fusione funzionante

È una vecchia barzelletta che molti scienziati della fusione si sono stancati di ascoltare: l'energia da fusione nucleare pratica è a soli 30 anni di distanza e lo sarà sempre.

Ma ora, questo potrebbe non essere più vero. I nuovi progressi nella tecnologia dei magneti hanno consentito ai ricercatori del MIT di proporre un nuovo design per un pratico reattore a fusione tokamak compatto, che potrebbe essere realizzato in meno di un decennio, dicono.

Il nuovo reattore utilizza bobine di ossido di rame di bario delle terre rare, un superconduttore disponibile in commercio, per generare un campo magnetico estremamente forte. L'introduzione di questo materiale riguarda l'intero progetto, afferma Dennis Whyte, professore di scienze e ingegneria nucleare e direttore del Plasma Science and Fusion Center del MIT. Cambia tutto.

Il campo magnetico più forte consente di confinare il plasma super caldo, il gas elettricamente caricato che alimenta la reazione di fusione, all'interno di un dispositivo molto più piccolo di quelli precedentemente previsti. La riduzione delle dimensioni, a sua volta, rende l'intero sistema meno costoso e più veloce da costruire. Il concetto di reattore, che utilizza una geometria tokamak (a forma di ciambella) ampiamente studiata, è stato sviluppato da Whyte, dal dottorando Brandon Sorbom e da molti altri studenti. Il loro concetto ha avuto origine in un corso di design tenuto da Whyte ed è continuato come progetto guidato dagli studenti dopo la fine del corso.

Il nuovo reattore è progettato per la ricerca di base sulla fusione e anche come potenziale prototipo di centrale elettrica che potrebbe produrre energia significativa. Il campo magnetico molto più elevato consente di ottenere prestazioni molto più elevate, afferma Sorbom.

I reattori a fusione, che si basano sulla stessa reazione nucleare che alimenta il sole, uniscono coppie di atomi di idrogeno per formare elio, che rilascia enormi quantità di energia. La parte più difficile della progettazione di un reattore funzionante è stata confinare il plasma mentre lo riscaldava a temperature più elevate rispetto ai nuclei delle stelle. È qui che i campi magnetici sono critici: intrappolano efficacemente il calore e le particelle nel centro caldo del dispositivo.

I nuovi superconduttori consentono di aumentare la potenza prodotta di circa un fattore 10 rispetto alla tecnologia dei superconduttori standard, afferma Sorbom. In questo momento, aggiunge, il reattore dovrebbe essere in grado di produrre circa il triplo dell'elettricità necessaria per mantenerlo in funzione. Il progetto potrebbe probabilmente essere migliorato per aumentare quella proporzione a circa cinque o sei volte, dice, il che produrrebbe elettricità sufficiente per circa 100.000 persone. Finora, nessun reattore a fusione ha prodotto tanta energia quanta ne consuma.

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