Il nucleare sta tornando al centro del dibattito visto che senza di esso la transizione energetica appare molto complicata. Dopo aver affrontato  i pro (Ecco perché il nucleare sarebbe necessario, pulito e non pericoloso ) e i contro (Sicuri che il nucleare sia pulito?) dell’unica energia nucleare che abbiamo conosciuto fino a oggi, quella a scissione o fissione, concludiamo questa breve serie di articoli con la tecnologia a fusione, ovvero il nucleare che catalizza le speranze degli esperti per un’energia davvero sostenibile ma però potremmo avere a disposizione solo nella seconda metà del secolo.

La fusione è la reazione nucleare che avviene nel Sole e nelle altre stelle, con produzione di una enorme quantità di energia. Volendo farla semplice, a temperature e pressioni elevate due nuclei di elementi leggeri, quali deuterio e trizio, si fondono e formano nuclei di elementi più pesanti, come l’elio, con emissione di grandi quantità di energia. L’assenza di una qualsiasi forma di combustione, l’utilizzo di isotopi dell’idrogeno e la limitata produzione di rifiuti radioattivi permettono di inserire questa fonte energetica nel ristretto gruppo delle energie green e di considerarla una fonte sostenibile, almeno nell’accezione atemporale del termine sostenibilità. «Se, infatti, la fusione difficilmente potrà contribuire agli obiettivi di neutralità climatica per l’Europa entro il 2050, potrà esserne l’asse portante non appena diventerà commerciale». A dirlo è Alessandro Dodaro che dal 2019 è alla guida del Dipartimento Fusione e Tecnologie per la sicurezza nucleare dell’ENEA a cui fanno capo oltre 20 fra consorzi e istituti universitari, enti di ricerca e industrie attive nel settore della fusione. Una eccellenza che fa dell’Italia una delle nazioni più all’avanguardia in questo campo.

Rispetto alla fissione, quali sono i suoi vantaggi?
I principali vantaggi della fusione rispetto alla fissione sono relativi alla disponibilità di combustibile, alla riduzione della legacy per le future generazioni e al pressoché nullo rischio di conseguenze radiologiche importanti in caso di incidente.

Dunque niente radioattività?
Il combustibile utilizzato per la fusione è costituito da isotopi dell’acqua, di cui solo il trizio è debolmente radioattivo, disponibili in quantità illimitate; quello per la fissione, generalmente uranio o torio, è caratterizzato da alta radiotossicità e lunghi tempi per decadere a livelli non pericolosi per l’ambiente.

Quindi anche il problema dei rifiuti con la fusione diventa più gestibile?
I rifiuti prodotti durante il periodo di funzionamento e durante lo smantellamento di un reattore a fusione sono costituiti da materiali attivati che possono facilmente essere trattati, messi in sicurezza e smaltiti in un deposito superficiale come quello che si prevede di realizzare in Italia (un edificio in cemento armato delle dimensioni di un campo da calcio che deve garantire la propria integrità per 500 anni); nel caso di reattore a fissione, a questa tipologia di rifiuti si aggiungono quelli ad alta attività e lunga vita che, oltre a una più delicata gestione delle fasi di trattamento e messa in sicurezza, possono essere smaltiti solo in depositi geologici (strutture sotterranee in formazioni granitiche, saline o argillose che devono garantire la loro integrità per tempi, appunto, geologici, dell’ordine di centinaia di migliaia di anni).

Quando si parla di nucleare, il rischio incidente è molto sentito dalla popolazione. Con la fusione che succederebbe?
Le conseguenze di un eventuale incidente in un reattore a fusione sarebbero limitate alla sfera economica del gestore dell’impianto e avrebbero un impatto del tutto trascurabile per l’ambiente; al contrario, nel caso di incidente in un impianto a fissione, se non sono implementate tutte le procedure di sicurezza più aggiornate, possono essere devastanti anche per l’ambiente.

I reattori per la fusione non sono ancora realtà. A che punto siamo della ricerca?
Il percorso verso la commercializzazione dell’energia da fusione prevede la realizzazione di diversi impianti fino ad arrivare alla costruzione del primo reattore dimostrativo DEMO nella seconda metà del secolo. Entro qualche anno a Cadarache, nel sud della Francia, sarà operativo il reattore ITER che dovrebbe dimostrare la possibilità di ottenere un guadagno in energia pari a 10. Parallelamente, presso il Centro Ricerche ENEA di Frascati, vicino Roma, è in corso di realizzazione la macchina Divertor Tokamak Test (DTT) per un investimento totale di circa 600 milioni di euro. Si tratta di un esperimento che dovrà risolvere una delle criticità più importanti di un reattore a fusione commerciale, vale a dire lo smaltimento del plasma esausto e del calore in eccesso prodotto nel processo di fusione. Nel breve periodo, inoltre, è prevista la costruzione di una struttura di irraggiamento in Spagna per lo studio di materiali che siano capaci di mantenere le proprie caratteristiche termo-meccaniche anche a seguito del danneggiamento da parte dei neutroni prodotti nelle reazioni di fusione.
Nella seconda metà del secolo, il reattore DEMO, oltre a produrre una potenza termica in quantità molto superiore a quella di ITER, dovrà dimostrare la generazione netta di energia elettrica e l’autosufficienza nella produzione di trizio. DEMO inoltre dovrà dimostrare che è possibile costruire un reattore a fusione con costi di investimento compatibili con la sostenibilità economica della fusione.

Il cantiere del reattore a fusione nucleare in fase di costruzione in Francia. Fonte: Iter.org





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