Gli scienziati stanno correndo per trasformare secoli di esperimenti in una fonte di energia reale e praticabile: solo un bicchiere di questo carburante ha il potenziale energetico di 23.800 barili di petrolio.
I sostenitori della fusione nucleare la descrivono come il Santo Graal dell’energia pulita: una tecnologia che teoricamente potrebbe fornire energia virtualmente illimitata e priva di carbonio.
Fusione Non produce scorie radioattive a vita lunga, non emette carbonio e ha il potenziale per produrre enormi quantità di energia.. Ora gli scienziati stanno correndo per trasformare esperimenti vecchi di secoli in una fonte di energia commercialmente valida.
Come funziona?
La fusione nucleare è la reazione che alimenta il Sole. Questo processo consiste nel riscaldare due isotopi dell’idrogeno (normalmente deuterio e trizio) a temperature così estreme che i nuclei atomici si fondono, rilasciando grandi quantità di energia sotto forma di elio e neutroni (vedi grafico allegato). Gli scienziati britannici combinarono per la prima volta deuterio e trizio in un acceleratore di particelle nel 1934. Successivamente, negli anni ’50, I fisici sovietici crearono la prima macchina per la fusione chiamata tokamakUtilizzo di potenti magneti per mantenere gli isotopi in posizione mentre li riscaldano a temperature superiori a quelle del sole. Questo metodo, noto come fusione a confinamento magnetico, rimane il più comune, sebbene siano stati fatti numerosi progressi.
La maggior parte dei gruppi che creano tokamak oggi lo sono superconduttori ad alta temperatura Per aumentare la forza dei magneti. Altri mirano a costruire un tipo di tokamak chiamato stellarator, che ha una struttura contorta che, secondo loro, dovrebbe produrre una reazione più stabile.
È noto come metodo alternativo alla fusione. prigione d’inerziaSi tratta di sparare un proiettile o dei laser contro una piccola capsula di carburante al deuterio-trizio per provocare un’esplosione che riscalda gli isotopi finché gli atomi di idrogeno non si combinano.
Vantaggi e svantaggi
Il potenziale dell’energia da fusione entusiasma i ricercatori da decenni. Soltanto Un bicchiere di questo combustibile ha il potenziale energetico di 23.800 barili di petrolio. A seconda del metodo di fusione, gli scienziati stimano che potrebbe produrre fino a 9 milioni di kilowattora di elettricità, sufficienti ad alimentare una casa per più di 800 anni.
Il deuterio è presente nell’acqua di mare e teoricamente il trizio può essere prodotto dalla reazione. Inoltre, a differenza della fissione nucleare, quando gli atomi si dividono, la fusione non produce quantità significative di scorie radioattive Non potrebbe mai causare un incidente nucleare come il disastro di Chernobyl nel 1986.
Tuttavia, in sette decenni di esperimenti, nessun gruppo è stato in grado di sviluppare una macchina in grado di produrre più energia di quella consumata dai dispositivi che consumano più energia.
Nel 2022, gli scienziati del governo statunitense hanno fatto una svolta storica: In una reazione di fusione viene prodotta più energia di quella consumata dalla reazioneè un traguardo chiamato guadagno energetico netto o guadagno target. Tuttavia, i laser utilizzati in questo esperimento hanno rimosso dalla rete molta più energia di quella prodotta dalla reazione.
Una nuova speranza
I sostenitori della fusione sostengono che si tratta di una tecnologia che potrebbe salvare il pianeta. Gli impianti di fusione possono essere costruiti ovunque nel mondo e, una volta costruiti, i costi operativi saranno teoricamente bassi. Anche se i piani più ambiziosi del settore privato si realizzassero, Le centrali elettriche a fusione non sarebbero una realtà almeno fino al 2040Ciò significa che è improbabile che l’energia da fusione contribuisca a ridurre significativamente le emissioni prima del 2050.
Tuttavia, in questa fase, la fusione nucleare può essere utilizzata per soddisfare il previsto grande aumento della domanda di energia dovuto all’elettrificazione del sistema energetico globale e all’aumento del consumo di energia nei paesi in via di sviluppo. Alcuni scienziati hanno suggerito che potrebbe anche essere utilizzato per alimentare sistemi di cattura del carbonio ad alta intensità energetica e iniziare a invertire alcuni degli effetti del cambiamento climatico.
È già arrivato?
La corsa per l’energia da fusione si sta intensificando, ma l’industria connessa alla rete ha ancora molti anni, se non decenni, davanti a sé. Storicamente, la ricerca sulla fusione è stata condotta da scienziati del settore pubblico e Iter, il più grande progetto sulla fusione al mondo, rimane un progetto internazionale finanziato con fondi pubblici in Francia. Possiamo però affermare questo Le società di fusione del settore privato stanno facendo i progressi più rapidi.
Americano tra i più avanzati Sistemi di fusione del CommonwealthSta costruendo un impianto dimostrativo in Massachusetts che spera di rendere operativo entro il 2027. L’azienda afferma che il suo obiettivo è portare l’elettricità nella rete entro l’inizio degli anni ’30.
Altri inizio Le fusioni con progetti in sviluppo includono: elioFinanziato da Sam Altman; Energia TokamakCon sede nel Regno Unito; Fusione generaledal Canada; Prossima FusioneDalla Germania e dal gruppo europeo Fusione gaussiana.
Investitori
Almeno secondo la Fusion Industry Association 53 aziende di fusione in tutto il mondo: 29 negli Stati Uniti, quattro nel Regno Unito, otto nell’UE, tre in Cina e altri tre in Giappone.
In totale, queste aziende hanno raccolto fino ad oggi quasi 9 miliardi di dollari in investimenti privati e 795 milioni di dollari in finanziamenti pubblici.
Gli investimenti iniziali provenivano principalmente da miliardari. Sam Altmann Voi Jeff Bezosgruppi specializzati di capitale di rischio e filiali di investimento di compagnie petrolifere Larghezza Voi Striscia.
Negli ultimi anni, fondi speculativigruppi industriali e investitori più in generale hanno mostrato interesse. Ma non esistono società di fusione quotate in borsa, e i dirigenti del settore affermano che sarà necessario investire altri miliardi di dollari per rendere l’energia da fusione una realtà.
