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Energia e fusione: le sfide del futuro

La società moderna dipende dalla disponibilità di energia in quantità abbondanti e affidabili, per i trasporti, il riscaldamento, l'illuminazione, l'industria e l'agricoltura. Il fabbisogno di energia è attualmente soddisfatto con i combustibili d'origine fossile, con la fissione nucleare, con l'energia idroelettrica e con piccole quantità di altre risorse rinnovabili, in particolare la biomassa e l'energia eolica.

È molto probabile che il fabbisogno mondiale di energia raddoppi nei prossimi 50 anni, per via dell'aumento della popolazione e per l'aumento dei consumi pro capite. Il massimo aumento della domanda verrà dai paesi in via di sviluppo, in cui, per via della rapida urbanizzazione, sarà necessario produrre grandi quantità di energia elettrica. Le considerazioni ambientali consigliano di utilizzare fonti di energia che provocano emissioni di CO2 minime o nulle. L'Europa, come le altre zone del mondo industrializzato, ha poche risorse proprie prive di emissioni di gas a effetto serra. Per arrestare il continuo aumento della dipendenza dall'energia importata, occorre mettere a punto nuove fonti di energia pulita.

La scelta della fusione come fonte di energia sarà una realtà entro la metà del secolo e dovrebbe assumere un ruolo significativo nell'offrire una soluzione sostenibile e sicura in risposta al fabbisogno di energia dell'Europa e del mondo. 

Perché la fusione?

La fusione presenta alcuni vantaggi significativi per le considerazioni ambientali, operative e di sicurezza:
  • Le risorse di combustibile di base (deuterio e litio) sono abbondanti e si trovano praticamente ovunque sulla Terra; 
  • Il residuo della fusione è l'elio. Come i combustibili di base, non è radioattivo; 
  • Il combustibile intermedio (trizio) viene prodotto dal litio nel mantello del reattore. Per il funzionamento giornaliero di una centrale elettrica a fusione non è necessario organizzare il trasporto di materiale radioattivo; 
  • Le centrali elettriche a fusione avranno intrinseche caratteristiche di sicurezza: gli incidenti di runaway o di meltdown sono impossibili; 
  • Se si scelgono materiali idonei per la stessa apparecchiatura di fusione, tutti i residui della produzione di energia di fusione non costituiranno un onere a lungo termine per le generazioni future; 
  • La produzione di energia di fusione non provocherà emissioni di gas a effetto serra; e 
  • L'energia di fusione costituisce una fonte di energia sostenibile, su grande scala, indipendente dalle condizioni climatiche e disponibile per un'erogazione continua su tutto l'arco giornaliero.
   

Come funziona la fusione?

Gli atomi degli elementi leggeri, come l'idrogeno, che si trovano al centro del Sole, in presenza di temperature di circa 15 milioni di gradi Celsius e a pressioni anch'esse elevatissime si scontrano e si fondono. Per via delle grandissime dimensioni del Sole, questo processo produce grandi quantità di energia.

Sulla Terra, gli scienziati hanno costruito apparati capaci di produrre temperature dieci volte più elevate di quelle presenti all'interno del Sole. In tal modo il ritmo con cui è prodotta l'energia di fusione giunge a livelli che ne rendono possibile l'uso come fonte energetica utilizzabile sulla Terra. Alle alte temperature gli atomi diventano completamente ionizzati - ossia gli elettroni e i nuclei atomici si separano, formando uno stato della materia noto come plasma. Per produrre energia il plasma deve essere contenuto e regolato mediante potenti campi magnetici, mentre viene riscaldato a temperature superiori ai 150 milioni di gradi Celsius. La sfida consiste nell'utilizzare queste conoscenze scientifiche e tecnologiche per fornire una fonte di energia affidabile, sicura e rispettosa dell'ambiente. E producibile in grandissima quantità.

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