La NASA raddoppia le ambizioni di fusione nucleare

Scritto da Jon LeSage tramite OilPrice.com,

Gli analisti energetici tendono a concordare sul fatto che la fusione nucleare dovrà sostituire la fissione nelle centrali elettriche per riportare un maggiore sostegno al nucleare come fonte di energia pulita. La sfida in questo caso sarà accelerare il processo di sviluppo e ridurre gli enormi costi per portare la fusione in linea con l'avvicinarsi dei mandati sui cambiamenti climatici. Un progetto di ricerca della NASA potrebbe offrire un percorso per rendere commerciale la fusione nucleare.

L'agenzia spaziale ha diffuso i risultati dei test sul "confinamento reticolare", che potrebbe trasformare la scala di produzione e ridurre i costi per l'energia da fusione nucleare tanto attesa. Potrebbe essere in grado di rimuovere, o almeno ridurre, una barriera chiave che ha impedito ad anni di fusione di essere dispiegata.

Il metodo di confinamento reticolare della NASA consente all'energia cinetica a livello di fusione di riunirsi a temperatura ambiente. Le condizioni sufficienti per la fusione vengono create all'interno del reticolo metallico che viene mantenuto a temperatura ambiente. Il reticolo metallico viene caricato con combustibile deuterio e, attraverso il nuovo metodo di confinamento del reticolo, crea un ambiente energetico all'interno del reticolo in cui gli atomi possono acquisire energie cinetiche a livello di fusione equivalenti.

Una delle chiare differenze con la reazione di fusione magnetica, che è la metodologia principale che ottiene il supporto nella comunità di fusione, è che è notevolmente più densa, che è il modo in cui la reazione viene innescata. Un metallo come l'erbio può essere caricato con atomi di deuterio, imballando il combustibile un miliardo di volte più denso dei reattori a fusione a confinamento magnetico (tokamak). Il nuovo metodo "riscalda" o accelera i deuteroni in modo tale da provocare reazioni di fusione DD (deuterio-deuterio) in caso di collisione con un deuterone vicino.

La fusione del confinamento del reticolo è stata segnalata all'inizio di quest'anno da un team di scienziati con sede presso il Glenn Research Center della NASA a Cleveland.

La maggior parte dei progetti intensivi di ricerca e sviluppo nucleare, come il più grande progetto ITER tokamak del mondo in Francia, si basano sull'utilizzo di una reazione di fusione magnetica. Questo metodo crea un calore straordinario utilizzato per combattere le forze di reazione naturali degli atomi e tenerli confinati in un plasma insieme.

Il plasma non sarà nemmeno pronto in Francia fino al 2025, ma un altro progetto in corso nel Regno Unito potrebbe supportare ITER tokamak e accelerare il processo. Il progetto del Regno Unito è stato sospeso 23 anni fa, ma si sta preparando a ripartire nel 2021. Il progetto ITER è ancora in costruzione nel sud della Francia. È una collaborazione tra 35 nazioni, in lavorazione da decenni, che affermano che raggiungeranno il primo plasma entro il 2025 e la fusione nucleare commerciale potrebbe seguire subito dopo.

La corsa è iniziata per essere la prima tecnologia a definire standard di sicurezza e portare in linea i tanto attesi impianti di fusione nucleare, offrendo ai paesi energia pulita da una fonte sicura ed efficiente.

Presenta vantaggi rispetto alle energie rinnovabili, guidate dall'eolico e dal solare, offrendo ai servizi pubblici energia pulita costante e costante in grado di superare l'impatto delle condizioni meteorologiche intermittenti che influenzano le rinnovabili. Gli incendi ad alta intensità di fumo che si sono verificati negli Stati Uniti occidentali hanno recentemente mostrato la vulnerabilità del solare che necessita di cieli limpidi e soleggiati per massimizzare la produzione di energia.

Uno dei concorrenti è il Dense Plasma Focus (DPF) , sviluppato da LPPFusion, il nome di lavoro di Middlesex, Lawrenceville Plasma Physics, Inc., con sede in New Jersey. Potrebbe essere un concorrente diretto del metodo di confinamento reticolare della NASA e promette anche un strategia molto più veloce ed economicamente fattibile per portare la fusione a livello commerciale.

ITER e altri progetti di reattori hanno utilizzato strutture sperimentali su larga scala di quelle necessarie a DPF. Ciò eliminerebbe sistemi costosi come laser ad altissima potenza e generatori di microonde, fasci di particelle, sistemi magnetici superconduttori giganti e altre tecnologie avanzate. Percorrere questa strada significa anche che la fase di test durerà diversi anni in più di quanto le nuove tecnologie innovative possano fornire.

Il costo è stato piuttosto alto per lo sviluppo della fusione. Finora l'ITER francese ha avuto un costo stimato di oltre 40 miliardi di dollari.

L'interesse della NASA per la fusione nucleare ha a che fare con la sua futura strategia di viaggiare su Marte e altri pianeti attraverso le sue alleanze con i partner commerciali. L'energia nucleare potrebbe essere la fonte di energia che offre potenza ed efficienza molto maggiori rispetto al carburante per missili. L'agenzia è anche interessata a condurre operazioni di estrazione e test su pianeti e asteroidi per estrarre acqua, metalli e minerali.

La fusione nucleare potrebbe essere la fonte di energia che apre il potenziale della NASA per una maggiore esplorazione spaziale insieme a partner come SpaceX, Boeing e Blue Origin.