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ITER: il sogno umano di realizzare il Sole in Terra

Iter1Di Sergio Orlandi

È il mondo tutto in ambito scientifico che sogna.

Il sogno è riuscire a  realizzare il sole in Terra.

È il sogno degli scienziati tutti senza distinzione di Paesi e di razze: si vuole realizzare il quarto  stato  della Materia in modo gestibile e controllato per piegarlo ad uso pacifico per le necessità umane.

Non è solo un problema di produzione energetica. C’è ben altro dentro l’obiettivo  della realizzazione della reazione di fusione con generazione di plasma in modo controllato e gestibile.

C’è la grande curiosità scientifica  della conoscenza della Materia, del suo quarto stato, del fenomeno della disruption del plasma che solo un impianto come ITER può esplorare fino in fondo.

È pur vero che l’idea di generare energia a basso costo e senza più problema di disponibilità delle materie prime è un sogno industriale per regalare ricchezza anche ai Paesi più sfortunati. Ma è altrettanto vero che, anche senza il sogno-desiderio di generare energia infinita ed a basso costo attraverso il più naturale dei fenomeni nucleari,  la ricerca sulla fusione nucleare sarebbe comunque andata avanti, forse magari senza strappi e a ritmi più blandi, ma sarebbe inesorabilmente andata avanti.

Iter2Perché è difficile tarpare le ali alla conoscenza. Perché è difficile imporre il concetto dell’ignoranza nella conoscenza  nel nome dell’economia fatta di ritorni di utili o dilapidazione di ricchezze.

L’obiettivo di riuscire a produrre energia pulita e a basso costo utilizzando fonti disponibili in natura a basso costo (vedi l’acqua del mare) è di certo la forza guida  che muove la ricerca nella fusione nucleare e di fatto spinge alla realizzazione del progetto ITER.

E i tempi di realizzazione di ITER, se pure non trascurabili, non sono di certo ciclopici rispetto ai tempi di costruzione dei più consolidati reattori a fissione (vedi EPR in Okilwoto).

ITER prevede il completamento della Macchina con chiusura del criostato nel Novembre 2024, il primo plasma un anno dopo e la reazione di fusione DT negli anni 2032 – 2035 a stadi successivi fino alla simulazione della reazione deuterium – tritium.

Per un progetto partito nel 2007 e prigioniero di tecnologie tutte di avanguardia, un tempo di 18 anni per il primo plasma   con reazione ad idrogeno non è poi un tempo ciclopico: per rimanere ad Okilwoto, i tempi di realizzazione e commissioning sono confrontabili. Diverrebbe poi energia a basso costo o energia per tutti perché deuterio e trizio sono prodotti disponibili in natura e l’acqua di mare ne è la principale sorgente.

Il costo capitale, seppure significativo , è il costo associato a macchine ancora prototipiche. Lo sforzo che dovrà essere fatto in futuro mirerà ad ingegnerizzare ed industrializzare progressivamente tale macchina per implementare soluzioni efficaci nelle prestazioni,  ma importanti anche per la riduzione dei costi di investimento.

La reazione emozionale in tempi critici per la vita quotidiana giustifica affermazioni critiche di tale tipo. Il costo dell’Impianto ITER e’effettivamente intorno a 18 – 20 miliardi, ma la simulazione di un fenomeno gigantesco quale la reazione di fusione che avviene nel sole fra le pareti di un vacuum vessel, val bene tale investimento.

Che e’un investimento ripartito fra sette colossi mondiali che rappresentano l’80 % del PIL mondiale. Con L’Europa che finanzia il 45 % del valore dell’impresa e i restanti sei Paesi ( India , Corea del Sud, USA, Cina , Giappone e Russia) che finanziano il 9.9 % ciascuno, il costo è distribuito attraverso un “in kind contribution” che protegge e valorizza l’industria locale di ogni specifico Paese.

E non dimentichiamo che ITER non produce esclusivamente la reazione di fusione , ma ha sviluppato tecnologie avveniristiche fino a ieri come il sistema criogenico a 25 Kw o il vuoto in volumi da 10000 mc fino a valori di 10-7 Pa o i magneti superconduttori con generazione di campi magnetici fino a valori intorno a 10 – 15 Tesla. Sono tecnologie che già ripagano lo sforzo economico e sono trasferibili immediatamente in altri campi della scienza e della tecnologia come l’aeronautica o l’aerospaziale.

È altresì vero: non si può  affermare che esiste una forma di energia generata da fusione nucleare che non produca scorie radioattive. Si può con certezza affermare che i rifiuti generati dalla fusione nucleare sono caratterizzati da  tempi di dimezzamento nel decadimento radioattivo dell’ordine di qualche decina di anni (circa trenta anni per il trizio che è il principale rifiuto) e , quindi , facilmente gestibili anche soltanto con depositi temporanei.  La reazione da fusione avviene fra il deuterio ed il trizio e , quindi , il rifiuto principe generato dalla reazione di fusione rimane il trizio. Esistono poi i prodotti attivati dalla presenza di trizio (vedi le pareti del vacuum vessel) che ha la capacità di essere adsorbito negli interstizi della struttura metallica degli acciai come pure le polveri radioattive a base di tungsteno, tantalio e Cobalto 60. La tecnologia del trattamento del trizio è  stata particolarmente studiata e sviluppata in ITER sia a livello di trattamento acqua che gas.

Iter3Mi è difficile sostenere, da ingegnere nucleare di lunga esperienza trasversale (fusione e fissione), che la tecnologia di produzione di energia nucleare da fusione sia più sicura della Fissione.

Sono entrambe sicure e, forse, ultra-sicure. Se gestite opportunamente entrambe sono di estrema utilità per l’umanità.

Sappiamo gestire le reazioni di fissione: l’ingegneria nucleare da fissione ha inventato la progettazione a fronte di eventi incidentali, ha generato le analisi di sicurezza per studiare scenari catastrofici, ha perseguito la tecnologia di gestire gli impianti mantenendo sotto controllo gli stati emozionali nei momenti critici. Per certo la fusione appare più amica  perché gestisce piccole quantità di carburante e non deve gestire l’annoso problema delle scorie a lunga vita, che comunque, inevitabilmente,  risulta una eredità penalizzante per le prossime generazioni.

(L’Ing. Sergio Orlandi è Head of Department – Plant Engineering Department del progetto ITER)

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