Il sole nelle mani dell'uomo: ITER e la fusione nucleare

La potenza illimitata del sole a disposizione dell'uomo. L'obiettivo di ITER, il progetto che nel sud della Francia vuole creare la prima centrale nucleare a fusione, suona come una sfida ai limiti stessi dell'umanità, una corsa tecnologica senza precedenti.

Si tratta di un grande disegno transnazionale che coinvolge diversi Paesi di tutto il mondo. Nel 2006, al momento dell'atto costitutivo, i fondatori erano otto: Cina, Stati Uniti, India, Corea del Sud, Russia, Giappone, Svizzera e l'Euratom, la Comunità europea dell'energia atomica. Ciò significa che tutti i Paesi membri dell'Ue sono coinvolti, compresa l'Italia che gioca un ruolo fondamentale in primis tramite l'Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile Enea.

E gli attori, che rappresentano l'80% del Pil mondiale, hanno stabilito di investire 20 miliardi di euro (la sola Unione europea ha tra il 2008 e il 2019 messo a disposizione 5,6 miliardi): l'accensione della macchina è prevista nel 2025, la prima reazione di fusione nel 2035. Obiettivo non è creare realmente energia ma dimostrare che una centrale a fusione nucleare è possibile.

ITER drone view 2017 from SUNMADE FILMS on Vimeo.

I lavori di costruzione sono iniziati nel 2007 a Cadarache, nel sud della Francia, in un sito di 42 ettari che ospita oggi il tokamak. Con questo termine, acronimo russo per «camera toroidale magnetica», si intende una macchina per la fusione termonucleare controllata di forma toroidale, simile a una ciambella per rendere l'idea. Al suo interno c’è il plasma di ioni ed elettroni (gas portato a temperature di milioni di gradi Celsius) mantenuto lontano dalle pareti interne grazie a un campo magnetico.

Come funziona: la differenza tra le centrali nucleari a fissione e quelle a fusione

Nel caso di una tradizionale centrale nucleare a fissione viene attivato un processo per il quale un materiale pesante e radioattivo, tipicamente uranio o torio, viene bombardato con neutroni. Il combustibile è così diviso in due frammenti, entrambi di carica positiva, che si respingono con violenza allontanandosi con elevata energia cinetica.

Liberata sotto forma di calore, viene trasformata prima in energia meccanica e successivamente in energia elettrica: il vapore prodotto aziona infatti una turbina che, a sua volta, mette in moto un alternatore.

Il rendering del tokamak di Iter - Foto ITER

Per quanto riguarda la fusione invece il meccanismo è simile a ciò che avviene nelle stelle: due nuclei leggeri come quelli di deuterio e trizio, entrambi isotopi dell’idrogeno, vengono inseriti all'interno di una camera (il tokamak). Questi vengono ionizzati creando così il plasma.

Messo in movimento ad altissime velocità e portato a scontrarsi con atomi di idrogeno, si giunge alla temperatura di 150 milioni di gradi Celsius. Qui inizia la fusione con la conseguente creazione di elio. E nel processo viene prodotta anche una grande quantità di energia. Sotto forma di calore questa va a scaldare del vapore che alimenta delle turbine che creano energia elettrica.

Con la fusione si può perciò produrre un quantità enorme e potenzialmente illimitata di energia, senza l’utilizzo di combustibili radioattivi.

I limiti tecnici

Tecnologicamente però questo processo richiede enormi sforzi sotto il punto di vista tecnico e tecnologico.

«In primo luogo ricreare la fusione sulla Terra richiede una temperatura di 150 milioni di gradi Celsius, dieci volte superiore a quella del nucleo del sole, che deve essere mantenuta per il tempo necessario alla creazione della reazione - spiega la Commissione europea in una apposito documento -. In secondo luogo mentre il deuterio può essere facilmente ottenuto dall'acqua di mare, le risorse globali di trizio, l'altro ingrediente principale, sono scarse. Infine sono necessari enormi magneti per contenere il plasma nel tokamak».

Problemi politici e sociali

Uno dei settori della centrale in costruzione - Foto ITER

Iter porta con sè anche altri problemi, legati però più a dinamiche sociali, politiche, economiche ed etiche che tecnologiche. Innanzitutto il discorso sull'energia nucleare ha preso nuovo vigore dopo la proposta della Commissione euorpea di inserirla tra le fonti energetiche green insieme al gas.

Una levata di scudi è arrivata da tutta Europa, con posizioni nettamente distanti tra favorevoli e contrari. Le motivazioni sono le più svariate, da quelle di carattere strettamente economico, con Paesi  per il sì come la Francia che usano già ora l'energia atomica e altri per il no sempre stati contrari o in via di dismissione (Germani su tutti), ma anche di carattere ambientale, ideologico e persino emotivo: il terrore per quanto avvenne nel 1986 a Chernobyl non si è infatti spento.

Parlare di fusione nucleare è perciò difficile, anche per i possibili risvolti sociali. Si pensi per esempio all'impatto che una fonte potenzialmente illimitata avrebbe su tutto il settore della produzione dell'energia: milioni di persone perderebbero il lavoro, aziende fallirebbero e via dicendo. 

Insomma, ITER reca con sè una serie non eludibile di problemi ma, senza voler dare giudizia sulla bontà o meno dell'idea, una cosa bisogna ammetterla. Ogni volta che l'uomo si trova davanti un limite prova a valicarlo, giungendo persino a creare una stella.