Il Joint European Torus (JET), una delle macchine per la fusione più grandi e potenti del mondo, ha dimostrato la capacità di generare in modo affidabile energia da fusione, stabilendo allo stesso tempo un record mondiale nella produzione di energia.
Questi notevoli risultati rappresentano una pietra miliare significativa nel campo della scienza e dell'ingegneria della fusione.
Negli esperimenti finali sul deuterio-trizio (DTE3) del JET, è stata prodotta costantemente un'elevata potenza di fusione per cinque secondi, ottenendo un record rivoluzionario di 69 megajoule utilizzando solo 0,2 milligrammi di carburante.
JET è un tokamak, un progetto che utilizza potenti campi magnetici per confinare un plasma a forma di ciambella. La maggior parte degli approcci alla creazione di fusione commerciale favoriscono l’uso di due varianti dell’idrogeno:deuterio e trizio. Quando il deuterio e il trizio si fondono insieme producono elio e grandi quantità di energia, una reazione che costituirà la base delle future centrali elettriche a fusione.
La Dott.ssa Fernanda Rimini, Senior Exploitation Manager del JET, ha affermato:"Possiamo creare in modo affidabile plasmi di fusione utilizzando la stessa miscela di combustibile da utilizzare nelle centrali elettriche commerciali a energia di fusione, dimostrando le competenze avanzate sviluppate nel tempo."
Il Professor Ambrogio Fasoli, Program Manager (CEO) di EUROfusion, ha dichiarato:"La nostra dimostrazione di successo di scenari operativi per le future macchine da fusione come ITER e DEMO, convalidati dal nuovo record energetico, infonde maggiore fiducia nello sviluppo dell'energia da fusione. Oltre a stabilire un nuovo record, abbiamo raggiunto risultati mai raggiunti prima e abbiamo approfondito la nostra comprensione della fisica della fusione."
Emmanuel Joffrin, leader della task force EUROfusion Tokamak Exploitation del CEA, ha dichiarato:"Non solo abbiamo dimostrato come ammorbidire l'intenso calore che scorre dal plasma allo scarico, ma abbiamo anche mostrato in JET come possiamo trasformare il bordo del plasma in un stato stabile impedendo così che esplosioni di energia raggiungano il muro. Entrambe le tecniche hanno lo scopo di proteggere l'integrità delle pareti delle future macchine. Questa è la prima volta che siamo in grado di testare questi scenari in un ambiente di deuterio-trizio.
Oltre 300 scienziati e ingegneri di EUROfusion, un consorzio di ricercatori di tutta Europa, hanno contribuito a questi esperimenti fondamentali presso il sito della UK Atomic Energy Authority (UKAEA) a Oxford, dimostrando l'impareggiabile dedizione ed efficacia del team internazionale del JET.
I risultati consolidano il ruolo fondamentale del JET nel promuovere un'energia da fusione sicura, a basse emissioni di carbonio e sostenibile.
Il Ministro britannico per il Nucleare e le Reti, Andrew Bowie, ha dichiarato:"L'esperimento finale di fusione del JET è un perfetto canto del cigno dopo tutto il lavoro innovativo svolto nel progetto dal 1983. Siamo più vicini all'energia di fusione che mai grazie al team internazionale di scienziati e ingegneri nell'Oxfordshire."
"Il lavoro non si ferma qui. Il nostro programma Fusion Futures ha impegnato 650 milioni di sterline da investire in ricerca e strutture, consolidando la posizione del Regno Unito come hub globale della fusione."
JET ha concluso le sue operazioni scientifiche alla fine di dicembre 2023.
Il professor Sir Ian Chapman, amministratore delegato dell'UKAEA, ha affermato:"Il JET ha operato il più vicino possibile alle condizioni delle centrali elettriche con le strutture odierne, e la sua eredità sarà pervasiva in tutte le future centrali elettriche. Ha un ruolo fondamentale nell'avvicinarci a un mondo sicuro e futuro sostenibile."
I risultati della ricerca JET hanno implicazioni critiche non solo per ITER, un megaprogetto di ricerca sulla fusione in costruzione nel sud della Francia, ma anche per il prototipo di centrale elettrica STEP del Regno Unito, la centrale elettrica dimostrativa europea DEMO e altri progetti globali sulla fusione, che perseguono un futuro di energia sicura, a basse emissioni di carbonio e sostenibile.
Il Dott. Pietro Barabaschi, Direttore generale di ITER, ha affermato:"Durante tutto il suo ciclo di vita, JET è stato straordinariamente utile come precursore di ITER:nella sperimentazione di nuovi materiali, nello sviluppo di nuovi componenti innovativi e soprattutto nella generazione di dati scientifici dalla fusione del deuterio-trizio."
"I risultati ottenuti qui avranno un impatto diretto e positivo su ITER, convalidando la strada da seguire e consentendoci di progredire più rapidamente verso i nostri obiettivi prestazionali. A livello personale, è stato per me un grande privilegio essere stato al JET per alcuni anni. Lì ho avuto l'opportunità di imparare da molte persone eccezionali."
JET è stato determinante nel progresso dell'energia da fusione per oltre quattro decenni, simboleggiando la collaborazione scientifica internazionale, l'eccellenza ingegneristica e l'impegno a sfruttare la potenza dell'energia da fusione, le stesse reazioni che alimentano il sole e le stelle.
JET ha dimostrato una fusione sostenuta per cinque secondi ad alta potenza e ha stabilito un record mondiale nel 2021. I primi esperimenti con deuterio-trizio del JET hanno avuto luogo nel 1997.
Mentre passa alla fase successiva del suo ciclo di vita per la riconversione e lo smantellamento, una celebrazione a fine febbraio 2024 onorerà la sua visione fondatrice e lo spirito collaborativo che ne ha determinato il successo.
I risultati ottenuti dal JET, dai principali traguardi scientifici alla definizione di record energetici, sottolineano l'eredità duratura della struttura nell'evoluzione della tecnologia di fusione.
I suoi contributi alla scienza e all'ingegneria della fusione hanno svolto un ruolo cruciale nell'accelerare lo sviluppo dell'energia da fusione, che promette di essere una parte sicura, a basse emissioni di carbonio e sostenibile del futuro approvvigionamento energetico mondiale.
La fusione, il processo che alimenta le stelle come il nostro Sole, promette una fonte di calore ed elettricità di base pulita a lungo termine, utilizzando piccole quantità di carburante che può essere ottenuto in tutto il mondo da materiali poco costosi.
Quando una miscela di due forme di idrogeno (deuterio e trizio) viene riscaldata per formare un plasma controllato a temperature estreme, 10 volte più calde del nucleo del sole, si fondono insieme per creare elio e rilasciare energia che può essere sfruttata per produrre elettricità. .
Il deuterio e il trizio sono due varianti più pesanti dell'idrogeno ordinario e insieme offrono la più alta reattività di tutti i combustibili da fusione. Ad una temperatura di 150 milioni di gradi Celsius, il deuterio e il trizio si fondono insieme per formare elio e rilasciare un'enorme quantità di energia termica senza alcun contributo all'effetto serra. La fusione è intrinsecamente sicura in quanto non può avviare un processo fuori controllo e non produce rifiuti a lunga vita.
Esiste più di un modo per raggiungere la fusione. Il nostro approccio consiste nel trattenere il plasma caldo utilizzando potenti magneti in una macchina a forma di anello chiamata "tokamak" e quindi sfruttare questo calore per produrre elettricità in modo simile alle centrali elettriche esistenti.
La maggior parte degli approcci alla creazione di fusione commerciale favoriscono l’uso di due varianti dell’idrogeno:deuterio e trizio. Quando il deuterio e il trizio si fondono insieme producono elio e grandi quantità di energia, una reazione che costituirà la base delle future centrali elettriche a fusione.
Il deuterio è abbondante e può essere estratto dall'acqua. Il trizio è una variante radioattiva dell'idrogeno con un tempo di dimezzamento di circa 12 anni. Il trizio può essere ricavato dal litio.
JET è l'unica macchina di fusione tokamak in funzione in grado di gestire combustibile al trizio. Il terzo ciclo di esperimenti utilizzando deuterio e combustibile trizio è stato condotto nell'arco di sette settimane dal 31 agosto al 14 ottobre 2023. Si sono concentrati su tre aree:scienza del plasma, scienza dei materiali e neutronica.
Il record di energia di fusione del JET è il risultato della capacità avanzata di utilizzare plasmi di deuterio-trizio. Questi esperimenti sono stati progettati principalmente come la prima opportunità in assoluto per dimostrare la fattibilità di ridurre al minimo i carichi termici sulla parete in un ambiente di deuterio-trizio, fondamentale per gli scenari ITER.
Ulteriori informazioni: Per saperne di più sui risultati scientifici degli esperimenti JET DTE3 visita:Joint European Torus testa con successo nuove soluzioni per le future centrali elettriche a fusione.
Fornito da EUROfusion
