La fusione con First Light potrebbe diventare competitiva

First Light, realtà spin-off dell’Università di Oxford, potrebbe aver trovato la chiave di volta nel campo della fusione nucleare. Produrre energia pulita è il nucleo di ogni ricerca in campo energetico. L’uomo si è ritrovato a fare i conti con la sua insostenibilità. Per decenni l’atmosfera è stato l’enorme tappeto tra le cui pieghe nascondere la convenienza economica alle soluzioni più coraggiose.

Fusione a confinamento inerziale

L’esperimento di Firs Light ricade nella branca della fusione nucleare a confinamento inerziale. L’obiettivo è innescare la reazione di fusione bombardando il combustibile nucleare fermo. Combustibile composto da una sferetta contenente una miscela degli isotopi dell’idrogeno, deuterio e trizio. Contengono entrambi un protone nel nucleo, che nel caso del deuterio è afficancato da un neutrone mentre nel trizio da due.

Soltanto fasci di luce laser ad alta intensità o particelle con enorme energia cinetica possono verificare la legge di Lawson. Detta anche legge del triplo prodotto, è condizione necessaria affinché possa verificarsi la fusione tra i nuclei. Temperatura, densità del plasma e tempo di confinamento sono i fattori della legge di Lawson. L’energia associata al proiettile sparato sul bersaglio vaporizza istantaneamente la superficie della sferetta. Per il principio di azione e reazione (III legge di Newton) il combustibile viene compresso tanto da comportare temperature locali dell’ordine dei milioni di gradi.

L’esperimento di First Light

La fusione a confinamento inerziale pensata dalla società britannica risulta essere, per schema, relativamente semplice, lineare e replicabile con attrezzature già esistenti. Non solo. Gli aspetti economici qui giocano un ruolo fondamentale. Sono meno di 45 milioni le sterline spese da First Light per riuscire ad ottenere con successo la fusione. I prospetti segnano poi un costo livellato dell’energia (LCOE) inferiore ai 50 dollari per megawattora (50$/MWh). Il costo dell’energia da fonte nucleare di tipo fusione scende, in questo modo, a valori comparabili con le altre fonti energetiche.

Nell’esperimento di First Light la sferetta di combustibile cade per gravità all’interno del reattore. Successivamente il proiettile, sparato a 6,5 km/s da una sorta di fucile iper-veloce a gas a due stadi, colpisce il bersaglio generando una accelerazione tale da comprimere il combustibile a oltre 70 km/s, rendendolo di fatto l’oggetto più veloce sulla faccia della terra. L’intensità della compressione del combustibile, superiore a 100 milioni atmosfere o alla pressione al centro di Giove, determina le condizioni propizie alla fusione tra i nuclei di deuterio e trizio. Come in ogni reattore termico, l’energia termica rilasciata durante la reazione viene raccolta da un fluido termovettore, in questo caso il litio.

La camera di reazione nucleare dell’esperimento di First Light ha una massa fluente di litio che protegge le pareti stesse del reattore. Il litio successivamente cede l’energia termica della reazione all’acqua, il secondo fluido termovettore, in uno scambiatore di calore esterno al reattore. L’acqua in questo modo evapora generando vapore ad alta entalpia. A questo punto non rimane altro da fare che inviare il vapore al gruppo turbine per la produzione di energia elettrica.

Le prospettive della fusione nucleare

“By focusing on an approach to fusion which is both simpler and cheaper than other fusion technologies, we believe we have identified a genuine route to commercial fusion, with a view to meeting not just vital scientific milestones, but also to develop a sustainable business model. Our unique target technology enables a business model based on consumables, which differentiates us from all other fusion technologies.”

Bart Markus, Chairman of First Light Fusion

Bart Markus sottolinea l’importanza del successo dell’esperimento che potrebbe rendere la fusione nucleare finalmente una tecnologia economicamente sostenibile. A differenza di altri esperimenti, sia a confinamento inerziale che a confinamento magnetico, First Light riesce a dare una prospettiva economica tangibile alla futura industria energetica da fusione. La fusione innescata in ogni bersaglio produce il quantitativo energetico richiesto da una abitazione britannica per un periodo di due anni. Sapendo poi che il ciclo si ripete ogni 30 secondi è facile comprendere come la fusione nucleare possa essere la tecnologia dirompente del terzo millennio.

Il progresso chiama energia e le prospettive parlano di una quintuplicazione della domanda energetica al 2060, impossibile da raggiungere con le sole fonti rinnovabili. A valle del successo l’obiettivo principale di First Light è realizzare un impianto pilota da 150 MW con un investimento inferiore al miliardo entro il 2030.