«La fusione nucleare è arrivata a un punto di svolta»

Ambrogio Fasoli guida lo Swiss Plasma Center, un’istituzione del Politecnico di Losanna nel campo della ricerca sulla fusione nucleare, il «Sacro Graal» delle fonti energetiche del futuro. Con il fisico, cerchiamo di capire a che punto è questa ambiziosa tecnologia. 

Dottor Fasoli, perché la ricerca sulla fusione nucleare è così importante?
«Il mondo si è accorto che non esistono molte altre alternative. Assistiamo a una forte spinta verso le rinnovabili, che va certamente incentivata, ma al tempo stesso ci si è resi conto che, da sole, non riusciranno a garantire la stabilità della rete. Serve una sorgente di elettricità di base del 20-30% del totale, disponibile quando ne abbiamo bisogno».

Solitamente con che cosa produciamo il carico di base?
«La Germania, per garantirsi una sorgente elettrica di base dopo lo spegnimento dei suoi reattori nucleari, ha costruito centrali a carbone e a gas. Una follia ambientale. Chi ha la fortuna di disporre dell’idroelettrico – come la Svizzera – usa quella sorgente, e lo stesso vale per il nucleare. In generale, si cerca di avere una fonte energetica di base (una potenza minima indispensabile per garantire il funzionamento di un sistema elettrico, tipicamente intorno al 30% del fabbisogno totale ndr) priva di emissioni di CO₂ e disponibile per tutti in qualsiasi momento. E che non dipenda dalle bizze di politici con visioni non propriamente democratiche».

È dunque in questa ricerca di una fonte pulita e potentissima che si inserisce la ricerca sulla fusione nucleare.
«Sì. È c’è un enorme interesse verso questa tecnologia, basti pensare che oltre gli investimenti di enti pubblici, negli ultimi anni i privati hanno messo sul piatto oltre sei miliardi di euro nella ricerca. Siamo a un punto di svolta».

A oggi, qual è lo «stato dell’arte» della fusione nucleare?
«Stiamo per ultimare l’assemblaggio di ITER, nel sud della Francia. Si tratta di un reattore a fusione sperimentale, frutto di un trattato internazionale. ITER dimostrerà, per la prima volta sulla Terra, che è possibile compiere un processo di fusione nucleare sicuro. È la dimostrazione scientifica e tecnologica della fusione nucleare per scopi pacifici».

ITER, come ha spiegato, è un esperimento scientifico, dunque non ha lo scopo di produrre effettivamente energia. Qual è il passo successivo?
«ITER non è un reattore capace di fornire elettricità a interi Paesi, perché non è progettato per convertire la potenza termica prodotta in elettricità. Questo processo sarà dimostrato da DEMO, un reattore che stiamo progettando a livello europeo. Siamo quindi giunti a un momento cruciale per la fusione nucleare: da un lato, ITER inizierà a operare per dimostrare che scientificamente la fusione è valida. Dall’altro, in parte in parallelo ad ITER, stiamo progettando un reattore capace di dimostrare l’utilizzo commerciale di questa tecnologia».

C’è molta attesa attorno al progetto ITER. Come mai?
«ITER è il progetto scientifico per scopi pacifici più complesso mai realizzato dall’uomo. Ciò che affascina, è che questo reattore ha fornito preziose informazioni per il futuro della fusione nucleare già durante la sua progettazione e la sua costruzione. Se oggi stiamo già ideando il reattore del futuro, DEMO, è grazie agli insegnamenti tratti da ITER. In questo caso, è il viaggio che conta, non solo il punto d’arrivo».

Poco fa ha parlato di punto di svolta. Che cosa significa?
«Finora abbiamo citato ITER e DEMO. Ma in questi ultimi anni abbiamo ottenuto grandi risultati scientifici grazie al programma europeo JET (nel Regno Unito, ndr) di fusione nucleare a confinamento magnetico. In quel caso, siamo riusciti a produrre il record di energia, circa 60 MJ. Nella fusione inerziale, invece, un concetto che si basa sull’implosione, è stata ottenuta più energia di quella che era stata iniettata. Questi due risultati hanno beneficiato di grande eco mediatica, contribuendo ad attirare gli investimenti sulla tecnologia della fusione nucleare».

Finora abbiamo esplorato gli esperimenti legati alla fusione nucleare. Ma quando sarà disponibile questa tecnologia per usi commerciali?
«In Europa, così come in Svizzera, c’è una forte volontà scientifica e politica di accelerare i tempi in questo settore chiave. Prevediamo che fra circa 20 anni potremo avere la dimostrazione che la fusione nucleare funziona anche a livello commerciale. Ci sono anche stime più ottimistiche che arrivano dalla Cina: Pechino parla di qualche anno. Ma io rimango scettico a riguardo».

Lei dirige un’istituzione svizzera ed europea fondamentale: lo Swiss Plasma Center all’EPFL di Losanna, che conta 200 ricercatori nel campo della fusione nucleare. Banalmente, che cos’è il plasma?
«Lo stato della materia necessario per ottenere un processo di fusione nucleare. La fusione, infatti, ha luogo quando i nuclei di idrogeno si avvicinano abbastanza. Per arrivare a quel punto serve una fonte di calore enorme: 150 milioni di gradi, una temperatura superiore al nucleo di una stella. A quelle temperature la materia non esiste in forma solida, liquida o gassosa. Si parla, appunto, di plasma, dove tutto è dissociato. È una specie di zuppa di nuclei e di elettroni separati, globalmente a carica neutra».

A Losanna create e controllate il plasma?
«Sì. Sappiamo crearlo, controllarlo e tenerlo ingabbiato tramite i campi magnetici prodotti da TCV, il nostro tokamak a configurazione variabile, una macchina che ha compiuto 30 anni poche settimane fa. Il nostro tokamak ha delle prerogative uniche al mondo: ad esempio, riusciamo a esplorare come la forma del plasma influisca sulle prestazioni».

Quali altre ricerche fate al centro di Losanna?
«Studiamo come ottimizzare l’ingabbiamento del plasma, il suo riscaldamento, oppure come ‘‘aspirare’’ le ceneri prodotte dal processo di fusione senza danneggiare la bottiglia magnetica. Inoltre abbiamo dei gruppi di simulazione numerica, per capire come predire e controllare il comportamento del plasma. Approfondiamo poi altre applicazioni del plasma al di là della fusione, come nel campo della biologia, dell’agricoltura, della medicina e delle tecnologie spaziali. Ma abbiamo anche un’altra missione».

Quale?
«La formazione. Abbiamo la fortuna di essere completamente integrati all’EPFL di Losanna. I nostri studenti svizzeri e internazionali si formano da noi per poi andare a irrorare tutto il tessuto della fusione nucleare nel mondo. È una missione fondamentale perché questa è una tecnologia transgenerazionale, a lungo termine. Abbiamo bisogno che le nuove generazioni raccolgano il testimone».

In ultima analisi, qual è l’ostacolo principale legato alla tecnologia della fusione nucleare?
«I singoli elementi, dal punto di vista della fisica e del controllo, sono quasi tutti compresi. Ciò che è complicato da fare è l’integrazione. Mettere tutto assieme. Sappiamo come creare un plasma a 150 milioni di gradi, come contenerlo, come produrre il combustibile. Adesso si tratta di assemblare tutti questi elementi e farli lavorare assieme. Per rendere l’idea, dobbiamo creare l’atleta perfetto, quello capace di eccellere e abbattere i record in dieci diverse discipline sportive. È questa la difficoltà principale, l’integrazione di tutti gli elementi. Ma ci stiamo avvicinando all’obiettivo».

Al di là dell’assemblare tecnologie diverse e complesse in un’unica grande macchina, ci sono altri ostacoli?
«Sì, c’è ad esempio il problema dei materiali, o quello di gestire l’interazione fra il bordo del plasma e la ‘‘bottiglia’’ che lo contiene. Oppure ancora come generare il combustibile attorno al reattore. Inoltre, c’è un problema legato alla fisica. Mi spiego: attorno al Sole si notano talvolta dei brillamenti solari, delle emissioni di massa dalla corona. Fenomeni che accadono anche nel nostro plasma, esteticamente bellissimi, ma che tuttavia rischiano di danneggiare le pareti del contenitore. Stiamo cercando di mitigare al meglio gli effetti di queste fuoriuscite».

Torniamo, in conclusione, alla formazione di cui si parlava in precedenza. Quanto influisce l’esclusione della Svizzera dal programma di ricerca europeo Horizon?
«Noi siamo in prima linea sulla questione dei negoziati con l’UE. Tuttavia, il nostro centro è talmente all’avanguardia e integrato a livello europeo che in realtà riusciamo a progredire in ricerca e sviluppo quasi come se nulla fosse. Siamo associati al consorzio europeo Eurofusion, al punto che - a partire dal 1. gennaio 2024 - ne assumerò la direzione. Dall’altro lato, avvertiamo problemi importanti rispetto alla partecipazione a ITER, perché quel progetto è assunto da Euratom. E la Svizzera non ne fa più parte. I contraccolpi principali del mancato accordo con Bruxelles riguardano l’industria svizzera. Le nostre società non possono più firmare commesse con ITER, e parliamo di contratti da decine o centinaia di milioni di franchi».