Un anno fa, gli scienziati hanno generato energia netta con un reattore a fusione. Ecco cosa è successo da allora.
Abbiamo già parlato del sogno della fusione: potrebbe fornire energia costante da un combustibile ampiamente disponibile senza produrre scorie radioattive.
Ma per realizzare una centrale a fusione è necessario un enorme progresso scientifico e tecnologico. Anche se alcuni obiettivi importanti sono stati raggiunti, ne rimangono ancora molti. Ho incontrato Kimberly Budil, direttore del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL).
L’anno scorso è stata al centro delle cronache scientifiche, quando i ricercatori del laboratorio nazionale hanno ottenuto il cosiddetto guadagno netto di energia, dimostrando finalmente che le reazioni di fusione possono generare più energia di quella utilizzata per avviarle.
Durante la nostra conversazione sul palco, le ho chiesto di parlare di questo momento per la ricerca sulla fusione, del ruolo dei laboratori nazionali e del futuro.
Il momento
Nel dicembre 2022, un gruppo di scienziati si è seduto in una sala di controllo che sembrava uscita da una missione spaziale. Hanno concentrato 2 milioni di joule di energia laser su un bersaglio delle dimensioni di un seme. Il combustibile idrogeno all’interno del bersaglio ha iniziato a comprimersi, rilasciando energia quando gli atomi al suo interno si sono fusi insieme.
E questa volta è uscita più energia di quella che è entrata, cosa che non era mai successa prima.
“Questo è stato davvero un momento di grande gioia e di rivendicazione per tutte le migliaia di persone che hanno riversato il loro cuore e la loro anima nella ricerca per molti decenni”, mi ha detto Budil sul palco dell’evento.
Molti pensavano che non avrebbe mai funzionato, ha spiegato, che il laboratorio non sarebbe mai riuscito a raggiungere il livello di precisione necessario con i laser o a ottenere bersagli abbastanza perfetti da ospitare la reazione. “Il laser è un miracolo, un miracolo di ingegneria moderna”, ha detto durante il suo intervento. E “i bersagli sono incredibili, opere d’arte di precisione”.
È “molto, molto difficile far funzionare la fusione”, mi ha detto Budil. E il momento in cui i ricercatori hanno raggiunto l’energia netta non rappresenta il traguardo, ma una pietra miliare in una serie di molte altre ancora da raggiungere.
Le conseguenze
Dopo la prima dimostrazione di guadagno netto di energia, “la priorità è stata quella di ripeterla”, ha detto Budil. “Ma le cinque riprese successive sono state un fallimento. Non hanno funzionato”.
Sembrava che il problema riguardasse soprattutto i bersagli, quei minuscoli pallini di combustibile a cui sparano i laser. I bersagli devono essere praticamente perfetti, senza difetti. Per realizzarne uno occorrono circa sette mesi.
Ci sono voluti circa sei mesi per ripetere il successo iniziale, ma durante l’estate il laboratorio ha ottenuto il più alto guadagno energetico fino a quel momento. In ottobre il team ha ottenuto un guadagno netto di energia per altre due volte.
C’è ancora molto da imparare sulla fusione e i ricercatori stanno cercando di farlo con questi tentativi ripetuti. Sul palco, Budil ha elencato alcune delle domande che ancora si pongono: Gli scienziati possono modificare gli obiettivi? Alterare la forma dell’impulso laser? Aumentare l’energia?
Da decenni si registrano progressi costanti nella scienza e nell’ingegneria che stanno alla base dell’energia di fusione, ha detto Budil, ma, man mano che si compiono progressi, emergono sempre nuove domande.
Ho chiesto quando pensava che questa fonte di energia sarebbe stata pronta per la prima serata. “La mia ipotesi migliore è che si possa avere una centrale elettrica dimostrativa entro 20 anni”, mi ha detto. Alcune startup stanno facendo affermazioni più audaci, prevedendo un decennio o meno, “ma credo che le sfide siano molto più significative di quanto si pensasse all’inizio. I plasmi sono davvero complicati”, ha detto.
In definitiva, non saranno i ricercatori del laboratorio nazionale a costruire una centrale elettrica: questo è il ruolo del settore privato, dice Budil. Ma i ricercatori intendono continuare a lavorare come parte del crescente ecosistema della fusione.
Budil consiglia un po’ di pazienza mentre i ricercatori di tutto il mondo lavorano per raggiungere la prossima grande pietra miliare della fusione: “la comunità della fusione è sicuramente nota per la sua esuberanza irrazionale. Il mio lavoro nell’ultimo anno è stato per metà quello di entusiasmare la gente per la grande scienza e la scienza pubblica, e per l’altra metà quello di gestire le aspettative per l’energia di fusione, perché sarà molto difficile”.
