Gretchen ERTL
L’idea è semplice: riempire la ciambella con gas idrogeno e poi riscaldare quel gas finché non si trasforma in un plasma elettricamente carico. In questo stato ionico, il plasma sarà trattenuto in posizione da magneti situati attorno al tokamak. Gli scienziati hanno calcolato che per realizzare la fusione sulla Terra senza l’estrema pressione dell’interno di una stella sarebbero necessarie temperature circa 10 volte più calde del centro del nostro Sole – circa 100 milioni di gradi Celsius. Quindi il trucco sarebbe quello di far sospendere il plasma caldo così bene nel campo magnetico circostante da non poter toccare le superfici interne della camera. Tale contatto lo raffredderebbe istantaneamente, fermando la reazione di fusione.
La cosa positiva era la sicurezza. In caso di guasto, una centrale a fusione non si fonderà, anzi. La cosa negativa era che il plasma gassoso non era molto cooperativo: qualsiasi leggera irregolarità nelle pareti della camera poteva causare turbolenze instabili. Ma il concetto era così attraente che verso la metà degli anni ’80 c’erano tokamak in 75 università e istituzioni governative in tutto il mondo. Se si riuscisse a realizzare la fusione – la reazione a maggiore densità di energia nell’universo – il deuterio contenuto in un litro di acqua di mare potrebbe soddisfare il fabbisogno elettrico di una persona per un anno. In effetti questa sarebbe una risorsa illimitata.
Oltre ai disordini c’erano altri due grossi ostacoli. I magneti che circondano il plasma devono essere davvero potenti, cioè davvero grandi. Nel 1986, 35 paesi che rappresentano metà della popolazione mondiale – tra cui Stati Uniti, Cina, India, Giappone, quella che oggi è l’intera Unione Europea, Corea del Sud e Russia – accettarono di costruire congiuntamente un gigantesco tokamak da 40 miliardi di dollari, il reattore sperimentale termonucleare internazionale, nel sud della Francia. Alto 30 metri su un sito di 180 acri, ITER (l’acronimo conia anche la parola latina per “viaggio”) è dotato di 18 magneti del peso di 360 tonnellate ciascuno, realizzati con i migliori superconduttori disponibili all’epoca. Se funzionerà, ITER produrrà 500 megawatt di elettricità, ma non prima del 2035, se allora. È ancora in costruzione. Il secondo ostacolo è il più grande: molti tokamak hanno raggiunto la fusione per brevi periodi di tempo, ma farlo richiede sempre più energia di quanta ne producono.
Dopo aver conseguito il dottorato nel 1992, White ha lavorato sui prototipi ITER presso il National Fusion Facility di San Diego, ha insegnato all’Università del Wisconsin ed è stato assunto dal MIT nel 2006. A quel punto, ha capito quanto fosse grande la posta in gioco e come l’energia di fusione avrebbe potuto cambiare la vita su scala commerciale, se potesse essere sostenuta e se potesse essere prodotta a prezzi accessibili.
Il MIT ci stava provando dal 1969. Gli edifici in mattoni rossi del suo Plasma Science and Fusion Center, dove White venne a lavorare, erano originariamente la National Biscuit Company. Il sesto tokamak della PSFC, Alcator C-Mod, costruito nel 1991, era nella vecchia fabbrica di biscotti Oreo di Nabisco. I magneti del C-Mod sono stati avvolti con rame per fungere da conduttore (pensa a come il filo di rame avvolto attorno a un chiodo e collegato a una batteria lo trasforma in un elettromagnete). Prima che C-Mod fosse definitivamente disattivato, il suo campo magnetico, 160.000 volte più forte di quello terrestre, stabilì un record mondiale per la più alta pressione del plasma nel tokamak.
Come descrive la legge di Ohm, tuttavia, i metalli come il rame hanno un’elevata resistenza interna, quindi possono durare solo circa quattro secondi prima di surriscaldarsi e l’innesco delle sue reazioni di fusione richiede più energia di quella che può rilasciare. Come i 160 tokamak simili ora in tutto il mondo, C-Mod è stato un interessante esperimento scientifico, ma ha soprattutto rafforzato la battuta secondo cui l’energia di fusione era a 20 anni di distanza e lo sarebbe sempre stata.
Ogni anno, Whyte sfidava gli studenti di dottorato nei suoi corsi di progettazione della fusione a progettare qualcosa di compatto come il C-Mod, a un 800esimo della scala di ITER, che potesse raggiungere e sostenere la fusione con i guadagni di energia. Ma nel 2013, quando si avvicinava ai 50 anni, i dubbi crescevano nella sua mente. Aveva dedicato la sua carriera al sogno della fusione, ma a meno che qualcosa non fosse cambiato radicalmente, temeva che ciò non sarebbe accaduto durante la sua vita.
Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha deciso di ridurre la fusione. Ciò ha informato il MIT che i finanziamenti per l’Alcatar C-Mod sarebbero terminati nel 2016. Quindi White ha deciso che avrebbe lasciato Fusion e avrebbe fatto qualcos’altro o avrebbe provato qualcosa di diverso per arrivarci più velocemente.
