Il sole perduto

Intorno agli anni ’60 qualcuno domandò a Lev A. Arcimovič, direttore del programma sovietico per la fusione nucleare, quando sarebbe stato messo in funzione il primo reattore per la produzione di energia termonucleare. Il fisico rispose: ”Quando l’umanità ne avrà veramente bisogno, o forse qualche anno prima”. E’ forse arrivato quel momento? La stessa domanda si pone Sergio Bartalucci nell’introduzione del suo libro: Il sole perduto. La grande illusione della fusione nucleare (Bietti Editore), in libreria dal 28 aprile,  in coincidenza,  guarda caso, con una crisi energetica profonda che coinvolge tutto il mondo. Forse sarebbe più corretto chiedersi non tanto o non solo se l’umanità abbia bisogna di una nuova fonte di energia, ma se riuscirà a trovarla in tempo.

L’intento di Sergio Bartalucci è quello di spiegare in modo preciso ed esauriente come e con quali risultati si stia da tempo tentando di realizzare sulla terra la fusione nucleare, il processo che tiene in vita le stelle e il nostro sole e che potrebbe risolvere almeno in parte il crescente bisogno di energia nel mondo. La sua è un’analisi realistica di questa sfida, delle difficoltà incontrate, parte ancora presenti, nel tentativo di raggiungere l’obiettivo, densa di dettagli inediti e poco noti, esaminati e descritti in modo chiaro e avvincente.

Nei sei capitoli in cui si dipana la narrazione si individuano due filoni precisi che si intrecciano, si separano e si ricombinano. Uno più prettamente storico, che cita e ripercorre fatti, risultati e i dati fondamentali più significativi legati al progredire della ricerca; l’altro, di carattere più tecnico e scientifico, approfondisce quali sono  i fenomeni fisici che danno luogo alla fusione, come si è cercato di riprodurli  impiegando tecnologie d’avanguardia che sono  state via, via ideate e realizzate nei laboratori e negli istituti di ricerca di tutto il mondo.

Se da un lato l’idea di utilizzare l’energia solare per scaldarsi e altri usi è molto antica, fu soltanto nel ventesimo secolo che venne identificata la sua vera fonte grazie a due scoperte fondamentali: la struttura del nucleo dell’atomo e il fatto che la massa può essere convertita in energia. Da quel momento portare sulla terra la fusione è diventata forse la sfida più attuale della scienza moderna. Ma una cosa è chiara, ripetere il processo di fusione è difficile, complesso e richiede risorse ingenti e tempi lunghi. Qui sta il punto. Inoltre va precisato che quella che si tenta di realizzare sulla terra, cioè la fusione tra nuclei di deuterio e trizio – entrambi isotopi dell’idrogeno – non è la stessa che ha luogo sul sole, ma in un certo senso una scorciatoia. Perché quella che avviene nelle stelle è in realtà una reazione più complessa e molto più lenta (dura miliardi di anni) alla quale partecipano tutte e tre le forze fondamentali della natura: gravitazionale, elettrodebole e nucleare. E questa è la prima grande differenza. Noi abbiamo scelto un compromesso per fare più in fretta e scegliamo anche un combustibile diverso, non nuclei di idrogeno, cioè protoni, ma nuclei di deuterio e trizio perché questa è la reazione più vantaggiosa dal punto di vista energetico.

Dopo i primi due capitoli si entra nel vivo dell’argomento e l’autore ci guida con perizia, come un novello Virgilio, in una dimensione più strutturata, ricca di elementi nuovi per il lettore, in parte anche accompagnati da  immagini che rendono la narrazione più intellegibile e suggestiva.

Per ottenere la fusione si deve creare un plasma, cioè un gas ionizzato, portarlo ad altissima temperatura  e mantenerlo compresso all’interno di un contenitore, cioè confinarlo per un tempo sufficientemente lungo in modo che abbia luogo la fusione dei nuclei: i tre parametri temperatura,  densità, e tempo di confinamento sono i tre jolly sui quali intervenire  per arrivare alla fusione. Finora il modo più efficace per realizzare tutto questo è stato raggiunto con una macchina a confinamento magnetico: il tokamak (nome che in significa camera toroidale con bobine magnetiche) ideata dai russi negli anni Sessanta. A oggi il tokamak, anche se non l’unico, è certamente il sistema più promettente e più adottato per confinare il plasma, ma il traguardo di un reattore commerciale appare ancora lontano. Perché il problema più difficile non è tanto provocare la fusione, ma raggiungere  quella che si chiama ignizione del plasma, cioè l’autosostentamento della reazione. Obbiettivo già raggiunto in alcune situazioni particolari ma  per tempi ancora troppo brevi.

Nel capitolo vengono descritti anche approcci alternativi come il confinamento inerziale, basato sull’implosione di una pallina di combustibile solido provocata da un potente fascio laser a seguito della quale si genera  la fusione, meccanismo particolarmente interessante per applicazione nel settore  militare, e anche altre configurazioni che tuttavia non hanno sortito finora risultati incoraggianti.

Il quarto capitolo è dedicato al quadro europeo: il progetto JET (Joint European Torus), avviato intorno alla fine degli ani Settanta che dette il via alla fusione e fu ritirato nel 2023 a missione compiuta, e ITER, l’impresa più importante e costosa in assoluto, la più rilevante azione di R&S a livello mondiale per la fusione nucleare. Progetto ancora in corso, ospitato in una struttura che sorge in Francia a Cadarache, di cui viene con rigore e ampio  respiro raccontata tutta la storia dall’anno della sua ideazione – 1985 – fino al presente. Un’idea affascinante, un’impresa gigantesca alla quale partecipano oggi oltre alla UE, Cina, India, Sud Corea, Giappone, Russia , USA, che ha oltrepassato i 25 miliardi di euro come costi (stime aggiornate prevedono in prospettiva 40 miliardi di euro!) e che tuttavia a distanza di oltre quarant’anni non vede ancora la fine. Programma che, come vien ben spiegato, ha subito molte varianti in corso d’opera non solo dal punto di vista tecnologico, e il cui orizzonte appare tuttavia ancora lontano. Da parte di molti sussistono se non proprio dubbi, sicuramente interrogativi, se questa macchina, che certamente ha svolto un ruolo importante anche per tutti gli spin off che ha innescato, sarà alla fine quella che vincerà la sfida, o saranno altri approcci, altri progetti a raggiungere il traguardo.

Alle prospettive  della fusione l’autore dedica infine l’ultimo capitolo, e qui con estrema onestà intellettuale Bartalucci ripercorre itinerari, elenca dati e fatti, citando  altre macchine che pure sembravano poter risolvere il problema come il progetto Ignitor dell’italiano Bruno Coppi, iniziato, messo da parte, ripreso e definitivamente cancellato nel 2022, e il più recente SPARC che dovrebbe portare alla realizzazione di un reattore pilota ARC intorno al 2030-2032.

In queste conclusioni l’autore riprende anche il problema del combustibile nucleare e della sua disponibilità (oggi sono disponibile nel mondo solo 30 chilogrammi di trizio!), confronta costi teorici e reali, si sofferma sulle enormi difficoltà di un bilancio energetico complessivo favorevole, e mette un grande punto interrogativo all’illusione di avere entro i prossimi dieci anni, come sostenuto da alcuni, “energia illimitata, pulita, sicura e anche economica”.