Il fiasco di ITER accelererà il progresso della fusione

L'International Torus Experimental Reactor (ITER), un gigantesco dispositivo di fusione tokamak, è stato acclamato come il più grande sforzo scientifico cooperativo della storia, che ha coinvolto migliaia di scienziati e ingegneri provenienti da 35 nazioni.

Una meraviglia dell'ingegneria, una volta completato ITER sarà destinato per la prima volta a dimostrare la produzione netta di energia su larga scala mediante reazioni di fusione e a fornire l'ultimo trampolino di lancio verso un prototipo di centrale elettrica a fusione.

Ma fin dall’inizio le dimensioni sbalorditive e la complessità del sistema avrebbero dovuto far suonare un campanello d’allarme. C'è anche il pericolo di creare un mostro burocratico.

Da quando la sua costruzione è iniziata nel 2010, ITER è stato afflitto da una serie praticamente infinita di problemi e ritardi, che hanno spostato continuamente la data prevista per il completamento. Inizialmente il reattore avrebbe dovuto entrare in funzione nel 2016, ma oggi la costruzione è ancora in corso.

L’ultimo obiettivo ufficiale era il 2025. Ma nel novembre 2022, il nuovo direttore di ITER, Pietro Barabaschi, ha informato il pubblico che la data obiettivo del 2025 non era più realistica e che erano emersi ulteriori problemi, la cui risoluzione “non sarebbe stata una questione di settimane”. , ma mesi, perfino anni”.

L'anno scorso sono stati segnalati difetti in due dei componenti più importanti del reattore: le piastre settoriali che devono essere saldate insieme per formare il recipiente a vuoto del reattore (la sua “camera di combustione”) e la schermatura termica del reattore.

L'Autorità francese per la sicurezza nucleare ha ordinato l'interruzione dell'assemblaggio della nave a vuoto dopo aver scoperto disallineamenti tra le superfici di saldatura delle prime due sezioni della nave da 440 tonnellate. Apparentemente questi erano stati danneggiati durante il trasporto dalla Corea del Sud, dove erano stati fabbricati. Secondo quanto riferito, i difetti nella schermatura termica del reattore richiederanno la rimozione e la sostituzione di 23 chilometri di tubi di raffreddamento.

Difficoltà di questo tipo non sono inaudite in progetti con molte caratteristiche uniche. Ma quando si arriva a una serie infinita di intoppi e ritardi nella storia decennale di ITER, si può solo considerare il progetto un fiasco.

L'ITER potrebbe ancora avere un lieto fine, ma sarà diverso da quello originariamente previsto. Anche supponendo che l’operazione dovesse iniziare nel 2025, lo scenario ufficiale di ITER prevede altri 10 anni di esperimenti prima che il reattore inizi a funzionare con combustibile al deuterio-trizio che genera una reazione di fusione.

Se tutto andrà bene, potrebbero volerci altri cinque-dieci anni prima che ITER raggiunga l’obiettivo promesso di un “ritorno in termini di potenza” dieci volte superiore (500 MW di potenza di fusione da 50 MW di potenza di riscaldamento in ingresso).

Anche in questo caso, ITER non è progettato per generare elettricità ma solo per gettare le basi per la costruzione di un primo prototipo di centrale elettrica a fusione che genera elettricità, denominata “DEMO”. In caso di successo, il “DEMO” fornirebbe il punto di partenza per gli impianti di fusione commerciali, che potrebbero entrare in funzione all’inizio della seconda metà di questo secolo.

Inutile dire che questo scenario – ammesso che sia realizzabile – è intollerabilmente lungo.

In che modo la triste storia di ITER influenzerà le prospettive della fusione?

Ironicamente, sono convinto che il fiasco di ITER in realtà accelererà, anziché rallentare, il progresso verso la realizzazione pratica dell’energia da fusione.

Sullo sfondo delle sfide energetiche e ambientali del mondo, ciò sta spingendo i governi e il capitale privato a investire di più in scenari alternativi che, nel loro insieme, mantengono la promessa di realizzare energia da fusione commercialmente sostenibile in tempi molto più brevi.

Un’indicazione è rappresentata dai piani accelerati di Cina e Giappone per costruire i propri impianti nazionali “DEMO”, senza necessariamente attendere i risultati di ITER. Entrambe le nazioni hanno progetti di reattori in corso, che potrebbero di fatto sostituire il ruolo di ITER e accelerare sviluppo sulla base di conoscenze e tecnologie che non esistevano al momento dell’approvazione del progetto definitivo di ITER, nel 2001.