approfondimenti su criticità e punti di forza di questa nuova fonte energetica
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ENERGIA A FUSIONE NUCLEARE – Il FOCUS CON ANGELO TAFUNI

Gli esperti di energia a fusione nucleare promettono, con questa fonte, energia infinita ed energia pulita, una potenziale soluzione al fabbisogno energetico del pianeta. Sara’ veramente così? cerchiamo di capirne di più con il Dott. Angelo Tafuni, tenure-track professor nei Dipartimenti di Engineering Technology e Mechanical and Industrial Engineering, presso il New Jersey Institute of Technology nonchè responsabile di laboratorio di ricerca computazionale e sperimentale volto allo studio della fluidodinamica nei processi industriali e nelle applicazioni aerospaziali. Autore di diversi lavori scientifici su riviste internazionali e relatore e moderatore in numerosi congressi internazionali, tra l’altro Angelo Tafuni è anche membro di diverse associazioni professionali, quali: l’American Society of Mechanical Engineers (ASME), American Society of Engineering Education (ASEE), American Physical Society (APS), Italian Scientists and Scholars in North America (ISSNAF), e Smoothed Particle Hydrodynamics rEsearch and EngineeRing International Community (SPHERIC). Ha conseguito una laurea di primo livello in Ingegneria Meccanica presso il Politecnico di Bari nel 2009, successivamente ha conseguito due lauree specialistiche, entrambe in Ingegneria Meccanica, presso il Politecnico di Bari (2014) e la New York University (2012). Tra i progetti di laurea specialistica, ha partecipato all’Erasmus presso l’Università Tecnica di Eindhoven, dove ha frequentato corsi appartenenti al Master in Fusione Nucleare sotto la supervisione del Prof. Niek Lopes Cardozo, esperto di fama interazionale sulla fusione.  Successivamente, Angelo ha conseguito un dottorato di ricerca nel Dipartimento di Ingegneria Meccanica ed Aerospaziale alla New York University (2016), con specializzazione nei metodi alle particelle per la Fluidodinamica Computazionale, dal 2016 in poi è stato Visiting Professor nella stessa università. Con lui proviamo a capirne di più su questa nuova fonte di energia.
LA FUSIONE NUCLEARE E’ UNA FONTE DI ENERGETICA CHE DOVREBBE RIPRODURRE SULLA TERRA L’ENERGIA SOLARE,  VIENE ANCHE PROMOSSA COME ENERGIA  PULITA. TUTTAVIA IL SOLE PRODUCE ANCHE RADIAZIONI… SIAMO SICURI CHE LA FUSIONE NUCLEARE SIA VERAMENTE UNA FONTE PULITA?
Il paragone con l’energia solare e’ in parte giusto, in quanto i processi di fusione nucleare che alimentano il Sole sono molto simili a quelli che avverrebbero in un reattore a fusione sulla Terra. C’e’ pero’ una differenza importante che non dobbiamo trascurare: mentre nel nostro Sole le reazioni di fusione sono possibili e contenute dall’effetto che la gravità ha sull’enorme massa di questa stella, sulla Terra queste reazioni sono da confinare nel reattore di una centrale nucleare che, come ben possiamo immaginare, ha dimensioni infinitamente più piccole del Sole. Il principale meccanismo di contenimento della reazione non potrebbe quindi essere basato sull’azione gravitazionale. Si ovvia a questo problema tramite altre tecnologie di confinamento, come l’uso di campi magnetici o il confinamento inerziale. Grazie a tali tecnologie, si riesce a tenere in vita un plasma simile a quello di cui e’ fatto il Sole, ma in un reattore terrestre. C’e’ quindi da stare attenti quando diciamo ‘riprodurre l’energia solare’ in quanto il processo sulla Terra ha delle differenze molto importanti.  Circa le radiazioni, ci sarebbe un lungo discorso da fare per differenziarne i vari tipi. In sintesi, considerando i processi che si utilizzano oggi nei vari prototipi delle future centrali terrestri a fusione, gli elementi pericolosi sono neutroni ad alta energia (da cui poi si estrae l’energia per alimentare turbine e quindi produrre elettricità) ed elementi radioattivi come il trizio. Quindi, ad essere rigorosi, la fusione non e’ un processo pulito al 100%, in quanto si avrebbe a che fare con pericolosi neutroni ad altissima energia, ed anche con materiale radioattivo come il trizio. Il motivo per il quale queste due problematiche sono considerate gestibili e di gran lunga meno peggio delle problematiche dei reattori a fissione, e’ che nei processi di fusione le reazioni nucleari si fermano non appena il flusso di carburante per la fusione viene bloccato. Non si può quindi innescare un processo di reazione a catena che, qualora non si riuscisse a controllare, potrebbe provocare disastri simili a quello di Chernobyl. Inoltre, i sottoprodotti della fissione nucleare includono elementi radioattivi pesanti, che possono impiegare migliaia e migliaia di anni prima di perdere la loro radioattività. Nei reattori a fusione, nel momento in cui qualcosa dovesse andare storto, basterebbe ‘chiudere il rubinetto’ e le reazioni nucleari cesserebbero istantaneamente.
QUALI POTREBBERO ESSERE  QUINDI I RISCHI E  LE CONSEGUENZE DI UN INCIDENTE IN UNA CENTRALE A FUSIONE NUCLEARE?
Come già accennato in precedenza, un disastro come quello di Chernobyl non e’ possibile in un reattore a fusione, in quanto la reazione nucleare a catena che si verificò nel reattore di Chernobyl non potrebbe verificarsi in un reattore a fusione. Detto questo, ci possono essere pericoli dovuti al danneggiamento di un reattore a fusione per cause naturali e non, anche se a mio parere mai così disastrosi come quelli dei reattori a fissione. Alcune conseguenze potrebbero includere: il rilascio di trizio nell’ambiente (radioattivo, anche se decade in pochi anni); l’esposizione dell’interno del reattore (attivato dai neutroni ad alta energia) all’ambiente esterno e il problema dello smaltimento di questo materiale alla fine della sua vita utile nel reattore; il pericolo di esplosioni o incendi dovuti alla presenza di litio nella centrale (necessario per produrre il trizio); il pericolo di una potenziale produzione (anche clandestina) di armamenti nucleari nei reattori a fusione. Per quest’ultimo punto, un esempio e’ il plutonio 239, utilizzato per costruire testate nucleari e facilmente ottenibile bombardando ossido di uranio con dei neutroni. I neutroni ad alta energia prodotti durante la fusione nucleare si prestano bene a tal riguardo. 
QUAL E’ LA MATERIA PRIMA PER ALIMENTARE UNA CENTRALE A FUSIONE NUCLEARE?
Anche qui andrebbe fatta una lunga parentesi sui vari concept di reattore a fusione nucleare, le tecnologie di riscaldamento del ‘carburante’ di fusione, i vari tipi di reazione utilizzabili, ecc. 
Prendendo come esempio il progetto ITER, che hai descritto nel tuo articolo, una delle reazioni di fusione considerate in questo progetto e’ quella tra deuterio e trizio. Questi sono due isotopi dell’idrogeno, quindi elementi molto leggeri, e differiscono da esso per il loro contenuto di neutroni, uno per il deuterio, due per il trizio. Essi costituirebbero il carburante per la reazione di fusione. Possiamo pensare ad essi come la benzina nel serbatoio della nostra automobile, pronta ad essere trasformata in gas di scarico una volta introdotta, insieme all’aria, nei cilindri del motore.
Ora il deuterio e’ un elemento che si trova nell’acqua di mare, e come ben sappiamo la Terra e’ ricoperta per il 70% da oceani, quindi non riesce difficile immaginare la rinnovabilità di questo isotopo, vero? Per il trizio le cose sono più complicate, in quanto questo isotopo e’ instabile e quindi non e’ presente in natura. Ci sono diverse tecnologie che rendono possibile la produzione di trizio, anche all’interno della stessa centrale a fusione. Una di queste impiega il litio come materiale di partenza.
PERCHE’ LA FUSIONE NUCLEARE E’ UNA FONTE ENERGETICA  QUASI INESAURIBILE?
La quantità di energia ottenuta dalla combustione di 1 kg di carbone e’ di circa 10 kWh, ovvero l’energia elettrica necessaria a tenere il tuo asciugacapelli acceso per 5-6 ore. Se consideri un processo di fusione con lo stesso quantitativo in massa di carburante, il risultato sarebbe un’energia sprigionata di 120 milioni di kWh, ovvero 12 milioni di volte quella del carbone, ed equivalente al fabbisogno energetico di 12 giorni di una metropoli enorme come New York City. Ricordiamo ancora, da un solo kg! L’esempio fatto precedentemente con un chilogrammo di carburante ci fa capire non solo quanto inesauribile possa essere il processo di fusione, ma anche la quantità di energia che si potrebbe produrre in una tale centrale. Le possibilità saranno tante nel momento in cui la tecnologia che circonda la fusione nucleare sarà pronta a passare dalla fase prototipale con scopo di ricerca a quella industriale di centrale di potenza. Sempre collegandosi al progetto ITER: il reattore che si sta costruendo a Cadarache (Francia) sarà utilizzato esclusivamente a scopo di ricerca, con il fine principale di dimostrare la capacità di ottenere un bilancio energetico positivo dal processo di fusione nucleare. Il piano e’ quello di passare, poi, alla costruzione in parallelo di centrali di potenza dette DEMO (DEMOnstration Power Station), basate sulla tecnologia di ITER ma con sistemi molto meno complessi, non trattandosi di prototipi per la ricerca. Queste centrali potrebbero fornire elettricità alle reti domestiche ed industriali gia’ dal 2050 (anche se questa stima tende a slittare), con una potenza stimata di 5 GW ciascuna. Una quantità di potenza paragonabile ai più grandi impianti idroelettrici, nucleari, o a carbone tuttora presenti nel mondo.
IN UN FUTURO NON TROPPO LONTANO IL MIX ENERGETICO GREEN PER IL GLOBO POTREBBE ESSERE: FONTI RINNOVABILI PER L’USO CIVILE E ENERGIA A FUSIONE NUCLEARE PER IL COMPARTO INDUSTRIALE?
In un mondo ideale, si. Nel nostro mondo, ho i miei dubbi. Penso di poter dire con discreta certezza che la tecnologia raggiungerà inevitabilmente il livello di avanzamento necessario per produrre energia dalla fusione su scala industriale con costi ragionevoli. Tuttavia serve una agenda politico-economica globale (e non) meglio allineata con queste tecnologie. Senza di essa, l’indipendenza dai combustibili fossili e’ ancora molto, molto lontana. Questo e’ maggiormente vero per le nazioni con un fabbisogno energetico molto alto, e che tuttora dipendono principalmente da petrolio e carbone.

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