Il Joint European Torus (JET), una delle più grandi e potenti macchine per la fusione nucleare al mondo, ha recentemente compiuto un importante passo avanti dimostrando la sua affidabilità nell’energia da fusione e stabilendo un nuovo record mondiale di produzione energetica. Il consorzio europeo EUROfusion ha annunciato oggi che il 3 ottobre 2023 sono stati ottenuti 69 megajoules di energia utilizzando solamente 0,2 milligrammi di combustibile, in un impulso della durata di 5 secondi. Questo supera il precedente record mondiale di 59 megajoules, raggiunto nel 2022. Gli esperimenti sono stati condotti con successo dai principali laboratori europei coordinati da EUROfusion, con il contributo significativo dell’Italia, rappresentata da partner come l’ENEA, il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNRIstp) – principalmente attraverso l’Istituto per la Scienza e la Tecnologia dei Plasmi (CNR-Istp) – il Consorzio RFX e diverse università.
Il JET è un tokamak, un dispositivo che sfrutta potenti campi magnetici per confinare un plasma a forma di ciambella. La maggior parte delle ricerche sulla fusione nucleare si concentrano sull’utilizzo di due isotopi dell’idrogeno: il deuterio e il trizio. Quando questi due isotopi si fondono insieme, producono elio e una grande quantità di energia. Questa reazione è destinata a diventare la base per le future centrali elettriche a fusione.
Oltre 300 scienziati e ingegneri di EUROfusion, un consorzio di ricercatori di tutta Europa, hanno contribuito a questi esperimenti fondamentali presso il sito dell’Autorità per l’energia atomica del Regno Unito (UKAEA) a Oxford, dimostrando la dedizione e l’efficacia senza precedenti del team internazionale del JET. I risultati consolidano il ruolo fondamentale del JET nel promuovere un’energia da fusione sicura, a basse emissioni di carbonio e sostenibile.
I risultati hanno implicazioni critiche non solo per ITER – un megaprogetto di ricerca sulla fusione in costruzione nel sud della Francia – ma anche per il prototipo di centrale elettrica STEP del Regno Unito, la centrale elettrica dimostrativa europea, DEMO, e altri progetti globali sulla fusione, che perseguono un futuro di energia sicura, a basse emissioni di carbonio e sostenibile.
La dott.ssa Fernanda Rimini, Senior Exploitation Manager del JET, ha dichiarato: “Possiamo creare in modo affidabile plasmi di fusione utilizzando la stessa miscela di carburante che verrà utilizzata dalle centrali elettriche commerciali per l’energia da fusione, dimostrando le competenze avanzate sviluppate nel tempo“.
Il prof. Ambrogio Fasoli, Program Manager (CEO) di EUROfusion, ha affermato: “La nostra riuscita dimostrazione di scenari operativi per le future macchine da fusione come ITER e DEMO, convalidati dal nuovo record energetico, infondono maggiore fiducia nello sviluppo dell’energia da fusione. Oltre a stabilire un nuovo record, abbiamo ottenuto risultati mai raggiunti prima e abbiamo approfondito la nostra comprensione della fisica della fusione“.
Il dottor Emmanuel Joffrin, leader della task force EUROfusion Tokamak Exploitation del CEA, ha spiegato: “Non solo abbiamo dimostrato come ammorbidire l’intenso calore che scorre dal plasma allo scarico, ma abbiamo anche mostrato in JET come possiamo portare il bordo del plasma in uno stato stabile evitando così esplosioni di energia che raggiungono la parete. Entrambe le tecniche hanno lo scopo di proteggere l’integrità delle pareti delle future macchine. Questa è la prima volta che siamo in grado di testare questi scenari in un ambiente di deuterio-trizio“.
Il prof. Sir Ian Chapman, CEO dell’UKAEA, ha dichiarato: “JET ha operato il più vicino possibile alle condizioni delle centrali elettriche future con le strutture odierne. Ha un ruolo fondamentale nell’avvicinarci a un futuro sicuro e sostenibile“.
Il dott. Pietro Barabaschi, direttore generale di ITER, ha affermato: “Durante tutto il suo ciclo di vita, JET è stato straordinariamente utile come precursore di ITER: nella sperimentazione di nuovi materiali, nello sviluppo di nuovi componenti innovativi e soprattutto nella generazione di dati scientifici dalla fusione deuterio-trizio. I risultati ottenuti qui avranno un impatto diretto e positivo su ITER, convalidando la strada da seguire e consentendoci di progredire più rapidamente verso i nostri obiettivi prestazionali. A livello personale, è stato per me un grande privilegio essere stato al JET per alcuni anni. Lì ho avuto l’opportunità di imparare da molte persone eccezionali“.
Jet, la macchina simbolo dell’energia pulita
Con il nuovo record nella produzione di energia dalla fusione nucleare, il reattore sperimentale Jet esce di scena con tutti gli onori. Chiude infatti nel migliore dei modi i suoi 40 anni di attività, durante i quali ha collezionato un primato dopo l’altro, indicando la strada migliore per arrivare a produrre energia imitando i processi che avvengono all’interno delle stelle. La storia del Joint European Torus è cominciata nel 1983 ed è andata avanti a piccoli passi, lungo una strada per niente facile e tutta da inventare. Si trattava di individuare i materiali migliori sia per confinare la materia a temperature altissime, sia per ottenere la reazione di fusione. I primi esperimenti sono stati condotti nel 1991, basati sul mix di atomi di deuterio e trizio, la cui validità è stata confermata anche dall’ultimo record, ottenuto il 3 ottobre 2023 e presentato oggi.
Dopo i primi risultati positivi ottenuti nel 1997, fra il 2009 e il 2011 la macchina è stata praticamente smantellata e ricostruita in modo da renderla simile a Iter, il nuovo grande reattore sperimentale in costruzione nel Sud della Francia e destinato a dimostrare la fattibilità della fusione. Per esempio, il vecchio rivestimento in carbonio della struttura a forma di ciambella nella quale deve scorrete il plasma era stato sostituito con lo stesso materiale che utilizzato in Iter, ossia una miscela di berillio e tungsteno molto resistente alle altissime temperature che vengono raggiunte dal plasma. Costruito in Gran Bretagna, presso il Culham Centre for Fusion Energy nell’Oxfordshire, il Jet ricade sotto l’Autorità britannica per l’energia atomica (Ukaea).
