Fusione a confinamento magnetico
La fusione a confinamento magnetico è basata sullo stesso principio fisico della fusione nucleare che avviene nel Sole, ed è un processo in cui le reazioni di fusione nucleare avvengono in un plasma di particelle cariche ad elevata temperatura confinate da un campo magnetico. I reattori nucleari a fusione più diffusi che utilizzano il confinamento magnetico sono i tokamak e gli stellarator.[1][2] Produrre energia con questo processo è però complicato sulla Terra, ed infatti, secondo la comunità scientifica, è tra le più grandi sfide tecnologiche che l'umanità abbia mai affrontato.
Aspettative
modificaIl Commonwealth Fusion Systems, spin-off del Massachusetts Institute of Technology ha pianificato per il 2025 la costruzione del primo tokamak in grado di immettere energia in rete e, entro i primi anni dopo il 2030, della prima centrale elettrica a energia pulita, tappa decisiva nella transizione energetica.[3]
Questo tipo di centrali, oltre a produrre grandi quantità di energia in modo sostenibile, saranno anche sicure dato che la reazione di fusione si arresterà spontaneamente non appena verranno rilevate anomalie di funzionamento. Il reattore richiederà solo pochi grammi di miscela deuterio-trizio all’interno di esso per ogni istante, evitando possibili ricadute su ambiente e persone. Deuterio e trizio sono anche 2 isotopi facilmente reperibili: il deuterio si può ottenere in abbondanza dall'acqua di mare, mentre il trizio può essere prodotto utilizzando l'assorbimento dei neutroni in uno strato di litio. Al termine della loro vita utile, questi reattori potranno essere smantellati in sicurezza ed in qualche decennio potranno anche essere riciclati per la costruzione di nuovi impianti.[4]
Evoluzione
modificaNel maggio 2021 l'Università di Princeton ha individuato il fattore geometrico che permette un miglior controllo del plasma e vi ha realizzato stellarator, principalmente si è visto come conformazioni meno omogenee dell'anello al plasma permeta l'uso di meno energia per il suo confinamento, inoltre è stato rivisto anche il sistema di calcolo infatti non si effettua il calcolo di traiettoria per ogni singola particella, ma si calcola unicamente come queste siano respinte dai campi magnetici.[5][6]
Nel 2023 il Magneto Inertial Fusion Tecnology Inc ha ottenuto da un'energia di 10 Mega Ampère 150 miliardi di neutroni sufficienti a sviluppare degli isotopi medici.[7]
Alternative
modificaNel 2020 un gruppo di ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory dell'Università di Rochester ha teorizzato un approccio meno costoso, che consiste nell'iniezione di gocce di deuterio e trizio all'interno di una sfera di polietilene espanso, bombardata da raggi laser più intensi e duraturi di quelli convenzionali. Tale opzione è stata verificata sperimentalmente nel 2023.[8]
Note
modifica- ^ Reattore a confinamento magnetico, in Reattore, Treccani.it – Enciclopedie on line, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana. URL consultato il 14 aprile 2022.
- ^ Kikuchi, Lackner, Quang Tran, p. 27.
- ^ Eni, accelera nella fusione nucleare e rafforza la partnership con l’americana Cfs: entro pochi anni operativa la prima centrale, su milanofinanza.it. URL consultato il 10 marzo 2023.
- ^ (EN) Come funziona la fusione a confinamento magnetico? | Eni, su www.eni.com. URL consultato il 17 aprile 2023.
- ^ New mathematical insights into fusion equilibria
- ^ On quasisymmetric plasma equilibria sustained by small force
- ^ Raggiunta la fusione nucleare con il metodo del confinamento ibrido magnetico inerziale, su scenarieconomici.it.
- ^ Una nuova tecnica potrebbe produrre energia dalla fusione nucleare in massa, su tech.everyeye.it, 17 luglio 2023, DOI:10.1103/PhysRevLett.131.015102.
Bibliografia
modifica- (EN) Mitsuru Kikuchi, Karl Lackner e Minh Quang Tran, Fusion Physics (PDF), Vienna, Agenzia internazionale per l'energia atomica, 2012, ISBN 978-92-0-130410-0. URL consultato il 14 aprile 2022.
Voci correlate
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