Steven Cowley: la fusione nucleare è l'energia del futuro

La domanda chiave è: "Quando potremo realizzare la fusione?" La fusione è nota già da molto tempo. Conosciamo la fusione sin dal 1920, quando Sir Arthur Stanley Eddington e la Associazione Britannica per il Progresso della Scienza teorizzarono che quello era il motivo dello splendere del sole.

Sono sempre stato molto preoccupato per le risorse. Non so voi, ma io, quando mia madre mi serviva il pasto, separavo sempre quello che mi piaceva meno da quello che preferivo. E mangiavo prima quello che mi piaceva meno, perché quello che si preferisce, lo si vuole conservare. E da bambini si è sempre preoccupati per le risorse. E quando mi è stato spiegato a che velocità stavamo consumando le risorse del mondo, sono rimasto molto turbato, tanto quanto al momento in cui ho realizzato che la Terra sarebbe durata solo altri cinque miliardi di anni prima di essere inghiottita dal sole. Grandi eventi della mia vita, un bambino strano. (Risate)

L'energia, al momento, è dominata dalle risorse. Le nazioni che guadagnano molto dall'energia hanno qualcosa nel loro sottosuolo. La rivoluzione industriale marcia a carbone in questo paese -- petrolio, gas naturale -- scusate. (Risate) Il gas, io sono probabilmente l'unico che è veramente felice se il signor Putin chiude i rubinetti, perché i miei fondi vengono aumentati.

Al momento siamo veramente dominati da queste cose, che stiamo consumando sempre più velocemente. E mentre cerchiamo di salvare miliardi di persone dalla miseria nel Terzo Mondo, nei paesi in via di sviluppo, stiamo usando l'energia sempre più velocemente. E queste risorse spariscono. e il modo in cui produrremo energia nel futuro non è dalle risorse, è veramente dalla conoscenza. Se guardiamo 50 anni nel futuro, il modo in cui produrremo energia sarà probabilmente uno di questi tre, più un pò di eolico, più qualcos'altro, ma questi saranno i produttori essenziali di energia.

Il solare è possibile, e certamente lo dobbiamo sviluppare. Ma abbiamo molto da imparare prima di rendere l'energia solare il componente energetico di base per il mondo. La fissione nucleare. Il nostro governo sta per costruire sei nuove centrali nucleari. Costruiranno sei nuove centrali nucleari, e probabilmente dopo ne costruiranno altre. La Cina sta realizzando centrali nucleari. Tutti lo stanno facendo. Perché sanno che è l'unico modo certo di produrre energia senza inquinare.

Ma se volete sapere quale è la sorgente perfetta di energia, la sorgente perfetta di energia è una che non è ingombrante, ha un'alimentazione virtualmente inesauribile, è sicura, non scarica carbonio nell'atmosfera, non lascia residui radioattivi persistenti, è la fusione. Ma c'è un problema. Naturalmente c'è sempre un problema in questi casi. La fusione è molto difficile da realizzare. Ci stiamo provando da 50 anni.

Bene. Che cosa è la fusione? Ecco che arriva la fisica nucleare. E ve ne chiedo scusa, ma questo è quello che mi entusiasma. (Risate) Ero un bambino strano. L'energia nucleare avviene per un motivo semplice. Il nucleo più stabile è il ferro, proprio al centro della tavola periodica. È un nucleo di dimensioni intermedie. E se volete generare energia dovete procedere verso il ferro. Per cui l'uranio, che è molto grande, vuole spezzarsi. Ma gli atomi piccoli vogliono unirsi tra di loro, i nuclei piccoli vogliono unirsi e diventare nuclei più grandi, in direzione del ferro.

E in questo modo si può produrre energia. E in effetti è esattamente quello che fanno le stelle. Al centro delle stelle gli atomi di idrogeno si uniscono a formare elio e poi l'elio si unisce a formare carbonio, a formare ossigeno, tutti i componenti di cui siete fatti sono prodotti nel centro delle stelle. Ma è un processo difficile da realizzare perché, come sapete, il centro delle stelle è molto caldo, quasi per definizione. E c'è una reazione che è probabilmente la fusione più semplice da realizzare. È tra due isotopi di idrogeno, due tipi di idrogeno, il deuterio, che è l'idrogeno pesante, che si può ottenere dall'acqua di mare, e il trizio che è l'idrogeno super-pesante.

Questi due nuclei, quando sono lontani, hanno una carica elettrica. E se li si spinge uno verso l'altro si respingono. Ma quando li si porta abbastanza vicini, una forza chiamata l'interazione forte comincia ad agire e li attira uno verso l'altro. Per cui, in genere si respingono. E li si spinge sempre più vicini, e ad un certo punto l'interazione forte li trascina assieme. Per un attimo diventano elio 5, perché contengono cinque particelle.

Così, questo è il processo. Deuterio e trizio si fondono producono elio 5. E ne viene fuori elio, e ne viene fuori un neutrone, e ne viene fuori tanta energia. Se si riesce ad arrivare a circa 150 milioni di gradi, le particelle si muoveranno così veloci che ogni volta che si scontrano nella giusta configurazione, questo avrà luogo, e rilascerà energia. E questa è l'energia della fusione. E questa è la reazione che vogliamo ottenere.

C'è una complessità riguardo a questa reazione. C'è la complessità che bisogna arrivare a 150 milioni di gradi, ma c'è anche un'altra complessità riguardo alla reazione. Sì, è piuttosto caldo. La complessità riguardo alla reazione è che il trizio non esiste in natura. Bisogna produrlo a partire da qualcos'altro. E lo si produce dal litio. La reazione in fondo, quello è litio 6, più un neutrone, darà altro elio, più trizio. E questo è come si ottiene il trizio. Ma per fortuna, se si ottiene una fusione nucleare, si ottiene un neutrone, per cui questo può accadere.

Ora, perché mai dovremmo affrontare tutti questi problemi? Il motivo per cui dovremmo affrontarli è essenzialmente questo. Se si grafica quanto carburante ci è rimasto, esprimendolo in unità di consumo mondiale annuo attuale. Nella tabella potete vedere alcune decine di anni di petrolio -- la barra blu, tra l'altro, è la stima minima delle risorse esistenti. E la barra gialla è la stima più ottimistica.

E osservando la tabella potete vedere che abbiamo alcuni decenni, forse un secolo di combustibili fossili rimasti. E dio sa che veramente non vogliamo bruciarlo tutto. Perché causerà un enorme inquinamento dell'atmosfera. E poi arriviamo all'uranio. Con l'attuale tecnologia dei reattori non abbiamo molto uranio rimasto. E dovremo estrarre uranio dall'acqua di mare, che è la barra gialla, per realizzare centrali nucleari convenzionali che in effetti fanno molto per noi. Questo è piuttosto scioccante, perché in effetti il nostro governo confida in questo per raggiungere i parametri di Kyoto, e per ottenere tutti quei risultati.

Per andare oltre bisogna usare la tecnologia autofertilizzante. E questo vuole dire reattori veloci. E questo è molto pericoloso. Quello più grande, sulla destra, è il litio disponibile al mondo. E il litio è nell'acqua di mare. Questa è la barra gialla. E abbiamo nel mare combustibile per 30 milioni di anni di fusione. Accessibile a tutti. Per questo vogliamo ottenere la fusione. È economicamente conveniente? Abbiamo valutato quanto crediamo costerebbe realmente costruire una centrale nucleare a fusione. E otteniamo circa lo stesso prezzo dell'elettricità di oggi.

Quindi, come lo potremo fare? Dobbiamo contenere qualcosa a 150 milioni di gradi. E, in effetti, lo abbiamo già fatto. Lo conteniamo in un campo magnetico. E all'interno, proprio nel mezzo di questa forma toroidale, a ciambella, proprio nel mezzo ci sono 150 milioni di gradi. Al centro arriva a 150 milioni di gradi. E in effetti riusciamo ad ottenere la fusione. E la prossima tappa -- questo è il JET. È l'unica macchina al mondo che ha veramente ottenuto la fusione.

Quando la gente dice che la fusione è lontana 30 anni, e lo sarà sempre, io dico "Sì, ma l'abbiamo già ottenuta". Vero? Possiamo ottenere la fusione. Al centro di questa macchina abbiamo prodotto 16 megawatt di energia da fusione nel 1997. E nel 2013 la accenderemo di nuovo e supereremo tutti i record. Ma questa non è veramente energia da fusione. È solo ottenere una fusione. Dobbiamo prenderla, e trasformarla in un reattore a fusione. Perché vogliamo 30 milioni di anni di energia da fusione per la Terra. Questa è la macchina che stiamo costruendo ora.

È molto costoso portare avanti questa ricerca. Viene fuori che non si può fare la fusione su di un tavolo nonostante le sciocchezze sulla fusione fredda. Vero? Non si può. Si deve fare in una macchina molto grande. Più di metà della popolazione mondiale è coinvolta nella sua costruzione nel sud della Francia. Che è un bel posto per impiantare un esperimento. Sette nazioni sono coinvolte nella sua costruzione. Ci costerà 10 miliardi. E produrremo mezzo gigawatt di energia da fusione. Ma questa non è ancora elettricità. Ci dovremo ancora arrivare. Dobbiamo ottenere una centrale di energia. Dobbiamo cominciare a fornire elettricità alla rete con questa tecnologia così complessa. E vorrei veramente che succedesse molto prima di quanto sarà. Ma al momento immagino potrà essere negli anni dopo il 2030.

Vorrei fosse diverso. Ci serve veramente subito. Avremo un problema energetico nei prossimi cinque anni in questa nazione. Così il 2030 sembra infinitamente lontano. Ma non possiamo abbandonare ora; dobbiamo insistere, fare funzionare la fusione. Vorrei avere più fondi, vorrei avere più risorse. Ma questa è la nostra meta, in qualche momento degli anni 2030 -- vera energia elettrica da fusione. Grazie molte. (Applausi)