Il successo del test del magnete superconduttore ad alta temperatura più potente al mondo ci porta a passo più vicino all’energia da fusione, che è sfuggita agli scienziati per decenni.
Fornire energia dalla fusione è una delle più grandi sfide tecnico-scientifiche dei nostri tempi. Da decenni si lavora a questo obiettivo, che punta a decarbonizzare il pianeta grazie a un’energia pulita, sicura e inesauribile, e alcuni importanti progressi sono stati fatti.
L’ultimo passo significativo è stato compiuto il 5 settembre dal MIT (Massachusetts Institute of Technology) e da CFS (Commonwealth Fusion Systems), che dopo 3 anni di intenso lavoro di ricerca e progettazione hanno annunciato di aver testato con successo il magnete superconduttore ad alta temperatura più potente al mondo. Si tratta di un passo verso la costruzione di una centrale elettrica a fusione per generare energia senza emissioni di carbonio.
Ad annunciare i risultati dei test anche Eni, che è il maggiore azionista di CFS, società spin-out del MIT che si occupa di ricerca sull’energia da fusione. Nel 2018 Eni ha investito 50 milioni di dollari in CFS per sviluppare il primo impianto che produrrà energia grazie alla fusione.
Energia da fusione: il successo dei test MIT-CFS
Per la prima volta un grande elettromagnete superconduttore ad alta temperatura è stato portato al più potente campo magnetico del suo genere mai creato sulla Terra. Il successo del test dimostra che il magnete superconduttore progettato da MIT e CFS potrebbe essere in grado di generare un campo magnetico abbastanza potente da consentire la costruzione della prima centrale elettrica a fusione al mondo che produca più energia di quanta se ne consuma.
“Questo progetto, spiegano i ricercatori, apre la strada alla creazione a lungo cercata di centrali elettriche pratiche, poco costose e senza emissioni di carbonio che potrebbero dare un contributo importante alla lotta al cambiamento climatico globale”.
“La fusione è l’ultima fonte di energia pulita, spiega Maria Zuber, vicepresidente per la ricerca del MIT e professoressa di geofisica. La quantità di potenza disponibile è davvero rivoluzionaria. Il carburante utilizzato per creare l’energia dalla fusione proviene dall’acqua e la Terra è piena d’acqua: è una risorsa quasi illimitata. Dobbiamo solo capire come utilizzarla”.
Cos’è la fusione a confinamento magnetico
Da decenni si persegue l’obiettivo di ottenere la fusione in un laboratorio sulla Terra e finora i progressi sono stati un po’ limitati. Se sul Sole il processo di fusione è guidato dall’immensa forza gravitazionale e dalle alte temperature, per ottenere la fusione sulla Terra i gas devono essere riscaldati a temperature folli di circa 150 milioni di gradi Celsius. Il problema è che non esistono materiali solidi che possano sopportare simili temperature.
Succede, quindi, che gli scienziati devono ricorrere a un modo diverso per catturare e contenere il plasma (che è l’insieme vorticoso di protoni ed elettroni), tenendolo in sospensione cosicché non possa entrare in contatto con un contenitore solido.
Uno di questi metodi è il confinamento magnetico: le particelle di plasma calde sono contenute in una specie di “gabbia” magnetica costituita da forti campi magnetici che impediscono la fuga delle particelle.
In genere vengono usati dispositivi a forma di ciambella chiamati tokamak, la maggior parte dei quali utilizza elettromagneti in rame, finché non sono arrivati nuovi materiali superconduttori che consentono di ottenere un campo magnetico più elevato in un dispositivo più piccolo.
“Abbiamo costruito un magnete superconduttore unico nel suo genere”, affermano i ricercatori del MIT. “Nel test, il nuovo magnete è stato gradualmente alimentato in una serie di passaggi fino a raggiungere l’obiettivo di un campo magnetico di 20 tesla (unità di misura che mostra la forza di un magnete, ndr), la più alta intensità di campo mai raggiunta da un magnete a fusione superconduttore ad alta temperatura. Il magnete è composto da 16 piastre impilate insieme, ognuna delle quali da sola sarebbe il magnete superconduttore ad alta temperatura più potente al mondo”.
Verso le prime centrali elettriche a fusione
Con la tecnologia dei magneti studiata e progettata da MIT e CFS si è sulla buona strada per costruire il primo dispositivo di fusione al mondo in grado di creare e confinare un plasma che produce più energia di quanta ne consumi. Questo dispositivo dimostrativo, chiamato SPARC, dovrebbe essere completato entro il 2025.
Il successo dell’operazione dimostrerà che è possibile costruire una centrale elettrica a fusione commerciale su vasta scala.
“Le sfide per realizzare la fusione sono sia tecniche che scientifiche”, afferma Dennis Whyte, direttore del Plasma Science and Fusion Center del MIT che sta lavorando con CFS per sviluppare SPARC. Ma una volta che la tecnologia è stata provata, “è una fonte di energia inesauribile e priva di carbonio che puoi utilizzare ovunque e in qualsiasi momento. È davvero una fonte di energia fondamentalmente nuova”.
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