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Fusione nucleare, possiamo credere alle dichiarazioni di Descalzi al Copasir?

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Lo scorso 9 dicembre, durante un’audizione davanti al Comitato parlamentare per la sicurezza della repubblica (Copasir), l’Amministratore Delegato di ENI, il Dott. Descalzi, ha parlato di fusione nucleare.” […] In particolare è stato illustrato il progetto sulla fusione nucleare che impegna ENI da alcuni anni in collaborazione con il MIT e che ha portato, nel settembre del 2021, a testare con successo per la prima volta il confinamento magnetico su cui si basa il funzionamento dei reattori a fusione. Con tale esperimento si è dimostrata la possibilità di produrre energia elettrica dalla fusione nucleare aprendo la strada ad una prospettiva che consentirà di ottenere grandi disponibilità di energia sfruttando una materia prima costituita sostanzialmente di acqua marina opportunamente trattata e che, a differenza del nucleare tradizionale, non produce scorie radioattive……”

Un estratto riportato, ad esempio, dal sito Startmag. Cosa non torna dunque rispetto a queste dichiarazioni?1. L’ AD di ENI ha dichiarato che è stato “testato il confinamento magnetico”. L’esperimento in questione è stato invece un test di elettrotecnica, la prova di un prototipo di una bobina isolata, un dettaglio che in altri tempi la stampa avrebbe ignorato perché praticamente irrilevante per la fattibilità di un reattore a fusione. Come ho già scritto altrove, l’aspetto più inquietante degli sviluppi recenti in questo campo non sono le promesse ottimistiche di ITER, la grande cooperazione internazionale sulla fusione, ma quanto propagandato dall’ENI, come da tutte le recenti iniziative fusionistiche degli “imprenditori”. Per chi come me ha lavorato a lungo in questo campo, collaborando ufficialmente per anni anche con il MIT, vengono seri dubbi sulle vere motivazioni di molti dei partecipanti a queste startup. I vantaggi economici per i partecipanti sono molti: stipendi, bonus, speculazioni borsistiche. In alcuni casi è difficile non pensare anche a truffe come quelle svelate dal recente processo Holmes/Theranos. Una triste conseguenza del coinvolgimento dei privati è che il luogo del dibattito sui finanziamenti di questa ricerca si è spostato dalle riviste scientifiche peer reviewed ai giornali finanziari. I recenti finanziamenti privati – che sul lungo periodo privati non sono, perché i fondi pensione, le tariffe garantite e le “too big to fail” ne pagheranno il conto – hanno raggiunto il livello di quelli pubblici, nonostante ITER sia il più costoso esperimento scientifico della storia.2. Un altro punto critico dell’intervento di Descalzi al COPASIR riguarda la supposta abbondanza della materia prima “costituita sostanzialmente di acqua marina”. La fusione nucleare ha bisogno di trizio e deuterio, due isotopi rari dell’idrogeno ed è molto improbabile che si possa produrre abbastanza trizio per sostenere la fusione come la si pensa di fare ora. I due isotopi dell’idrogeno contribuiscono in parti uguali: il deuterio, una parte su diecimila dell’idrogeno naturale; e il trizio, non presente in natura perché ha una vita media di dodici anni, costa mille volte più̀ dell’oro. Al momento esistono al mondo circa 50 kilogrammi di trizio prodotto dai reattori a fissione CANDU, al ritmo di 5 kilogrammi all’anno, a malapena sufficienti per gli esperimenti di ITER. Un reattore da 1 Giga watt esaurirebbe le scorte mondiali attuali in meno di un anno di funzionamento e ci vorrebbero mille di questi reattori per coprire il 10% del fabbisogno mondiale di energia. In pratica, il trizio come “materia prima” non esiste: o è autoprodotto dal reattore stesso o la fusione non si fa. Il reattore può̀ produrlo, ma ha bisogno di far reagire il litio, un elemento abbastanza abbondante, con un neutrone prodotto dalla fusione. Il vero problema del trizio è il suo ritmo di riproduzione nello scambiatore di calore del reattore (Tritium Breeding Rate, TBR) che ha un limite teorico massimo di circa 1,5: se il tasso di riproduzione va sotto 1 questo essenziale elemento non sarebbe prodotto ad un ritmo sufficiente ad alimentare lo stesso reattore che lo produce. Le ragioni che possono ridurre il TBR in pratica sono molteplici: il trizio, un gas molto volatile e radioattivo, originerebbe nello scambiatore di calore, per poi essere introdotto nella camera di combustione: tutte operazioni per ora di efficienza non nota. Il TBR non è mai stato sperimentato ma solo simulato in modelli computerizzati. Un recente articolo, in cui si riassumono circa duecento pubblicazioni, mette in dubbio la possibilità di alimentare anche un solo reattore DT, per non parlare di una intera filiera in crescita. L’approvvigionamento del trizio è un problema molto serio e poco discusso nell’ambito della realizzazione della fusione DT e solo ITER, fra non meno di dieci anni, sarà nelle condizioni di dare una risposta convincente.3. Descalzi dice anche al Copasir che la fusione nucleare “a differenza del nucleare tradizionale, non produce scorie radioattive”. Un reattore a confinamento magnetico, qualora funzionasse, produrrebbe decine di migliaia di tonnellate di materiale radioattivo. Alla prima attivazione tutto il nucleo del reattore diventerebbe inavvicinabile da esseri umani per un periodo di qualche centinaio di anni: lo dice l’ENEA, partner di ENI. Si produrrebbero subito scorie per decine di migliaia di tonnellate, con una radioattività meno intensa, ma in quantità migliaia di volte maggiore di quelle prodotte da un equivalente reattore a fissione in un anno di funzionamento. È più̀ desiderabile smaltire molte scorie di bassa intensità o poche scorie di alta intensità? La gestione di scorie per qualche secolo in queste quantità renderebbe il kWh da fusione più o meno conveniente di quello da fissione?

4. Un ulteriore argomento critico su cui tacciono Descalzi, e la maggioranza dei sostenitori della fusione, riguarda la proliferazione nucleare. Il reattore a fusione, contrariamente a quelli a fissione, è una intensissima sorgente di neutroni. Tutta l’energia della fusione è estratta con i neutroni da un plasma “trasparente” a queste particelle, che si arrestano solo sulla prima parete solida che incontrano. Non si può escludere che lo stesso flusso neutronico non possa essere impiegato per produrre materiale fissile per le armi, come il plutonio, o altri materiali radioattivi utili ad ordigni termonucleari come il trizio. È importante che questo non succeda, che questi impianti rimangano sotto stretto controllo. Non sarà mai conveniente diffondere sul territorio sistemi a bassa potenza e i prospettati giganteschi reattori a fusione dovranno essere sempre nelle mani di governi responsabili.

Di questi giorni, infine, una notizia relativa al progetto JET, inaugurato dalla regina Elisabetta nel 1984. In queste ore ha fatto un passo in avanti, raddoppiando la potenza di fusione ottenuta nel 1997. Questi per un reattore son sempre livelli irrilevanti e JET ha semplicemente realizzato le previsioni dell’originale progetto del 1972. Non c’è niente di qualitativamente nuovo rispetto a quel che sapevamo, ma JET rappresenta la ricerca legittima, scientificamente seria, e si è fatto un passo avanti. Non ci si deve far strumentalizzare e vendere questi risultati come qualcosa di decisivo, nuovo, rivoluzionario, che fa cambiare la prospettiva della fusione, che legittima le avventure degli “imprenditori”. Storicamente la ricerca ufficiale in questo campo ha gonfiato le aspettative: ITER è stato venduto dal loro ufficio stampa come un reattore funzionante, economico, sicuro, senza scorie. Rapidamente si sono accodati gli imprenditori dicendo: adesso noi facciamo la stessa cosa prima e meglio. Peccato che le premesse fossero gonfiate. In questo, ci sono responsabilità sia di alcuni manager/scienziati, sia di affaristi senza scrupoli.

In conclusione, non solo non sappiamo ancora costruire un reattore a fusione, e la straordinaria varietà delle attuali proposte lo dimostra, ma molte sono le domande ancora irrisolte a proposito della sua appetibilità.Giuseppe Cima ha lavorato per EURATOM, ENEA, CNR, FOM e, negli ultimi venti anni di attività, per l’Università del Texas, ad Austin. Durante la sua carriera professionale, ha fatto ricerca nel campo della fusione nucleare presso istituti italiani ed esteri. Ha pubblicato 73 articoli su riviste internazionali di fisica. Ha inoltre ricoperto posizioni di consulente e/o membro di consiglio d’amministrazione in compagnie italiane e statunitensi.

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