Due aziende britanniche fiducioso di fusione nucleare svolta

Due piccole aziende britanniche credono di essere sull’orlo di una svolta che ha eluso gli scienziati per più di 60 anni — per fornire energia pulita, a basso costo sfruttando la reazione di fusione nucleare che alimenta il sole.

Il fallimento dei continui tentativi di sviluppare l’energia da fusione a partire dagli anni ‘ 50 ha lasciato l’impresa contaminata dalle affermazioni che è una commissione da pazzi. Ma questo non ha scoraggiato gli investitori dal sostenere gli scienziati che lavorano su approcci molto diversi in due laboratori privati nell’Oxfordshire: Tokamak Energia e prima fusione di luce.

Entrambi hanno fissato l’ambizioso obiettivo di fornire un reattore funzionante pronto per la commercializzazione entro il 2030, 10 anni prima rispetto alla vicina Autorità britannica per l’energia atomica che gestisce il programma di fusione finanziato dallo stato.

Indietro nel 1950 l’UKAEA costruito il reattore a fusione Zeta, che è stato salutato al momento come un trionfo tecnologico britannico che offre potenza illimitata troppo a buon mercato per metro. Zeta chiuse nel 1968 non essendo riuscito a produrre alcuna energia utile.

Tuttavia, i recenti progressi tecnici hanno convinto gli investitori a pompare £50m in Tokamak Energy e un ulteriore £25m in First Light Fusion.

Allo stesso tempo, l’UKAEA sta lavorando su una nuova generazione di reattori a fusione a sua Culham Science Centre, tutti basati su “tokamak” design nata in Unione Sovietica nel 1950. Questo recipiente di reazione rotondo tiene il combustibile-un plasma di deuterio e trizio surriscaldati-in posizione con potenti magneti mentre aumenta la sua temperatura sopra 100mC in modo che i nuclei atomici si fondono e rilasciano grandi quantità di energia.

UKAEA sta lavorando al progetto per il suo reattore sperimentale di prossima generazione, noto come Step (Tokamak sferico per la produzione di energia), per il quale il governo ha annunciato un investimento pubblico di £220m poco prima delle elezioni generali. Boris Johnson, il primo ministro, entusiasta della tecnologia durante la campagna elettorale e sembrava personalmente impegnato a mantenere quello che chiamava il “piombo globale” della Gran Bretagna nella ricerca sulla fusione.

“Il reattore Step sarà un piano innovativo per una centrale a fusione commercialmente guidata, offrendo la prospettiva realistica di costruire una centrale elettrica entro il 2040”, ha dichiarato Ian Chapman, amministratore delegato di UKAEA.

Ma le aziende private di fusione dell’Oxfordshire hanno orari più ambiziosi. Tokamak Energy, che è stato filata fuori UKAEA nel 2009 e impiega 80 persone nella vicina Milton, è pronto a fare il passo successivo dopo il riscaldamento al plasma nel suo reattore SP40 a 15mC. ” Siamo in rotta per 100mC, la temperatura alla quale la fusione potrebbe iniziare, entro il prossimo marzo”, ha dichiarato David Kingham, vicepresidente esecutivo.

L’obiettivo di Tokamak Energy è quello di generare effettivamente energia di fusione 2025 e avere un impianto commerciale pronto entro il 2030. ” Comprendiamo che i laboratori governativi devono essere più cauti nei loro programmi”, ha affermato Kingham. “Prevediamo di avere un dispositivo 150MW che possiamo concedere in licenza a persone che sono brave a costruire centrali elettriche.”

First Light Fusion, uscita dall’università di Oxford nel 2011, sta sperimentando un approccio piuttosto diverso. Invece di confinare i reagenti all’interno di un forte campo magnetico e surriscaldarli, mira a raggiungere le condizioni estreme necessarie per avviare la fusione sparando un gran numero di piccoli proiettili di rame contemporaneamente a velocità ipersonica in una minuscola capsula contenente deuterio e trizio combustibile.

“Mentre la fusione magnetica è come una fornace sempre accesa, la nostra fusione a proiettile è un processo pulsato che trasferisce l’energia da ogni colpo nel liquido refrigerante al litio liquido”, ha affermato Nick Hawker, amministratore delegato di First Light.

Ha detto che si aspettava di dimostrare all’inizio del 2020 che il sistema raggiunge la fusione e mira al Santo Graal, noto come “guadagno”, ovvero quando il reattore genera più energia di quella utilizzata per innescare la reazione entro il 2024. First Light sta già lavorando con la società di ingegneria Mott MacDonald su un progetto di reattore commerciale, con l’obiettivo di avere un impianto di fusione che alimenta la rete entro i primi anni 2030.

“Sono molto favorevole alle società private di fusione e UKAEA si impegna a lavorare con loro per aiutare a sviluppare la loro tecnologia”, ha affermato Chapman. “La promessa della fusione è così grande che ci sarà sempre un posto per l’innovazione nel design.”

Nel frattempo, l’UKAEA continua a gestire il coinvolgimento del paese in progetti internazionali di fusione. A Culham ospita il Joint European Torus o JET, il tokamak più grande e potente del mondo e al centro del programma di ricerca sulla fusione dell’UE.

JET è operativo dal 1983. Un punto culminante è venuto nel 1997 quando è stato alimentato con una miscela di reazione deuterio-trizio e ha raggiunto un record mondiale per la potenza di fusione di 16 megawatt nel 1997, anche se questo era inferiore all’energia immessa per riscaldare il plasma.

Negli ultimi anni, gli esperimenti al JET hanno aiutato la progettazione e la costruzione di Iter, una macchina a fusione su larga scala con un recipiente di reazione alto 10 metri (contro i 4,3 metri del JET) che viene costruito da un consorzio globale di governi nel sud della Francia.

Afflitto da ritardi e sforamenti dei costi — la stima attuale è di $22bn — Iter è ora impostato per iniziare a funzionare in 2025. Il programma prevede che JET operi almeno fino al 2024, comprese più corse con combustibile deuterio-trizio, anche se questo programma dipenderà dalle relazioni post-Brexit del Regno Unito con l’UE e l’Euratom.

Sebbene nessuno sappia esattamente quando arriverà l’energia da fusione commerciale — e in quale forma — Chapman ha espresso totale fiducia nel suo eventuale arrivo. “Avremo la fusione”, ha detto, ” e l’Oxfordshire sarà strettamente coinvolto nel farlo accadere.”