Clima e fusione nucleare

Sullo stato delle ricerche sulla Fusione termonucleare controllata presso il Centro Ricerche ENEA di Frascati e sullo smantellamento dell’esperimento FTU

(23 Marzo 2023)

Renato Spigler

L’ENEA si è impegnata sin dal 2017 a condurre l’esperimento Divertor Tokamak Test (DTT), presso il centro ricerche di Frascati, ma tuttavia tale facility è ancora al puro livello di progetto (incompleto), e né uno scavo per edificare il sito necessario a ospitare l’esperimento, né un componente della macchina è stato realizzato. La macchina in questione è una ciambella destinata a studiare il confinamento magnetico di miscele di nuclei simili a quelli in cui possano avvenire reazioni nucleari pulite (come accade nel Sole), e questo tipo di ricerche rappresentano una speranza per la produzione di energia a livello mondiale.

Molti ricercatori locali, esperti nella fisica della fusione nucleare controllata, hanno timidamente avanzato delle perplessità su come si è arrivati alla decisione di impegnarsi su un esperimento che ha come scopo lo studio del cosiddetto “divertore”, una sorta di “marmitta” di un impianto. Infatti né a Frascati, né altrove in Italia, si è mai avuto una macchina dotata di divertore. Ragion per cui, di fatto, l’Italia è priva di expertise sull’argomento, che peraltro rappresenta un tema di ricerca ben presente e studiato in tutto il mondo. Prova ne è che non esiste alcuna pubblicazione sull’argomento prodotta da ricercatori Italiani, che, va detto possono vantare invece una buona produzione scientifica sui vari filoni di ricerca nell’ambito della fusione a confinamento magnetico.

Il pretesto usato per chiudere definitivamente l’esperimento in funzione nel centro di Frascati sin dagli anni ’80, denominato Frascati Tokamak Upgrade (FTU), è stato quello di reperire gli spazi che dovrebbero servire a DTT. Ora, DTT è inteso come un esperimento ancillare per DEMO e ITER (di gran lunga il più costoso impianto internazionale in costruzione, ma in forte ritardo in Francia), anche se poi, di fatto, è previsto che diventi operativo ben oltre la costruzione di ITER. D’altra parte, FTU rientrava nel cosiddetto “filone dell’alto campo magnetico”, e quando è stato spento, nel 2019, con evidente contrarietà dei ricercatori che ci lavoravano, è stato raggiunto lo scopo perverso di tenere in vita soltanto macchine il cui campo magnetico è stato praticamente dimezzato.

Questo preambolo è necessario a scopo introduttivo. Infatti l’ENI, Malacalza, e altre entità industriali del nostro Paese, stanno investendo ingenti quantità di denaro italiano nella fusione e in particolare nel filone delle macchine compatte con alto campo magnetico, come dichiarato a più riprese.

(Leggi qui intervista a Francesco Romanelli, Presidente del Consorzio DTT)

Se l’ENI ha dapprima investito su DTT, sembra evidente che ora abbia mostrato una preferenza di natura economica, ma soprattutto scientifica per gli esperimenti con macchine compatte e ad alto campo. Infatti l’ENI è diventata per così dire, il maggiore ”azionista” dell’esperimento SPARC, nell’ambito del consorzio CFS, che si è proposto di realizzare nei dintorni di Boston, negli Stati Uniti.

Va sottolineato che macchine compatte e ad alto campo di confinamento magnetico sono caratterizzate da dimensioni relativamente ridotte, ‘‘ciambelle’’ il cui ‘‘buco’’ non ha dimensioni casuali ma scelte anzitutto per massimizzare la componente del campo magnetico da cui dipende la densità di energia (la pressione) del plasma, cioè la materia ad uno stato speciale di gas ionizzato. A questo vanno aggiunte considerazioni sulle proprietà dei materiali impiegati per i relativi magneti. Ottimizzare la geometria di una macchina del genere non è quindi cosa di poco conto, e modificarla in corso d’opera è in genere impossibile, più ancora che costoso.

Sembra quindi schizofrenica la scelta di chiudere definitivamente quello che è stato fino a ieri l’unico esperimento che poteva vantare le più promettenti caratteristiche di confinamento e il più alto campo magnetico al mondo per andare a investire negli Stati Uniti ingenti fondi nello stesso filone in cui i ricercatori di Frascati, stavolta sì, avevano esperienza da vendere.

E’ a dir poco imbarazzante che non ci sia stato alcun chiarimento scientifico all’interno dell’ENEA, e che, al di fuori, nessuno, a livello di Governo, abbia fatto emergere questa contraddizione che comprovati esperti del campo avevano messo in evidenza.

E se la frustrazione dei ricercatori non fosse sufficiente a rendere finalmente consapevoli I decisori politici di quanto accade, si dovrebbe almeno prendere atto che è l’intero ente a ritrovarsi fortemente penalizzato da un investimento che lo ha esposto ad un pericoloso ingente debito di cui si è fatto carico. Come infatti risulta dagli ultimi bilanci, tutte le attività scientifiche dell’ente dovranno coprire lo scoperto del consorzio DTT.

Dal punto di vista scientifico poi si potrebbe dire: “oltre al danno la beffa”. Sì, perché i soldi Italiani che confluiranno nel consorzio CFS di Boston tenteranno di realizzare l’esperimento SPARC. Ma lo sanno i decisori politici che questa macchina altro non è che una variante nemmeno tanto lontana da quella del progetto IGNITOR, sviluppato dal Professor Bruno Coppi, del MIT, che per anni ha collaborato proprio con l’ENEA? (v. nota 1). Infatti, egli aveva iniziato al’ENEA la linea di esperimenti con la progettazione della macchina denominata Frascati Torus (FT) rappresentati da quelli condotti con la macchina Alcator a Boston, presso il MIT, coronati in entrambi i casi da successo. C’è ampio spazio perché i contribuenti italiani si interroghino su come vengono spesi i loro soldi.

Lo smantellamento di FTU infine si sta rivelando una scelta nefasta; non solo per quello che questa macchina ancora poteva dire nell’ambito delle ricerche più promettenti per la fusione (ad esempio si sarebbe potuto utilizzarla per esperimenti preliminari e/o complementari a Ignitor e SPARC), ma soprattutto per continuare a tenere in piedi le attività sperimentali presenti all’ENEA di Frascati. Infatti già dal 2019 ad oggi, numerosi fisici sperimentali di grande esperienza sono andati in pensione, altri hanno cambiato settore, e non si è proceduto al cosiddetto turn over. Per formare un fisico sperimentale fusionista ci vogliono anni di esperienza su macchine in funzione, e di questo l’ente pare non se ne sia accorto. La produzione scientifica è stata ridotta ad un lumicino, e questa desertificazione culturale nel centro di Frascati attualmente è palpabile.

In conclusione, ogni altra attività scientifica dell’ente sembra essere stata “immolata” al vuoto di DTT. Persino la manutenzione del centro, dei laboratori, e delle strutture di supporto sono oramai ridotte ai minimi termini per indirizzare tutte le risorse disponibili al “si farà DTT”.

Sorgono quindi spontanee le domande:

– E’ possibile fare una verifica obiettiva tecnico-scientifica delle scelte strategiche che il Paese sta destinando alla fusione?

– L’apparato decisionale che ha sotteso alle scelte relative alle attività scientifiche del Centro Ricerche ENEA di Frascati è all’altezza di tale compito? – Se appare evidente che le risorse umane da impiegare nel settore fusionistico sono state mortificate, cosa si intende fare per recuperarle impiegando e formando la prossima generazione di ricercatori?

– E’ possibile far rientrare in ENEA, tramite collaborazioni o nuovi progetti, il settore dell’alto campo su cui si detiene una importante leadership di conoscenze?

– Quali sono le influenze che hanno portato l’Italia da una posizione di grande preparazione sulla fusione ad una mediocre e di passiva rassegnazione e di sudditanza alle politiche scientificamente poco affidabili di Bruxelles?

Ringraziamenti. L’autore ringrazia numerosi dipendenti dell’ENEA di Frascati e Bruno Coppi per avergli fornito varie informazioni, chiarimenti e precisazioni.

Nota 1. Il controllo del plasma termonucleare in condizioni prossime all’ignizione è fondamentale per definire le caratteristiche di un possibile reattore a fusione. Questo obiettivo non è raggiungibile con macchine del tipo ITER e con gli altri esperimenti attualmente inclusi nella roadmap europea, dove peraltro è privilegiato il tentativo di ritardare i necessari esperimenti piu’ promettenti a dimostrare la fattibilità scientifica di un reattore a fusione capace di produrre energia utilizzabile entro una ragionevole scadenza.(30Science.com)

Clima e fusione nucleare
Blog collettivo a cura di Marco Mayer, Università LUISS, che esplora gli scenari legati allo sviluppo delle tecnologie della fusione nucleare in relazione alle politiche di riduzione delle emissioni di carbonio in contrasto ai cambiamenti climatici