Le centrali nucleari in attività producono energia tramite la fissione: nuclei atomici grandi che si dividono in nuclei più piccoli, sprigionando energia e neutroni. Nella fusione, invece, avviene il contrario: nuclei piccoli che si fondono in nuclei più grandi.

Il Jet usa due isotopi d’idrogeno che si fondono per generare un nucleo di elio, un neutrone di scorta e grandi quantità d’energia. Se fatta correttamente, la fusione può produrre una quantità di energia quasi quattro milioni di volte superiore rispetto alla combustione di una massa equivalente di petrolio e il quadruplo rispetto alla fissione. Inoltre, è un procedimento pulito: non emette gas serra e non produce scorie radioattive.

Consapevoli di queste straordinarie proprietà, gli scienziati puntano da tempo a sfruttare la fusione nucleare. Ma anche se da decenni è possibile ottenere singole fusioni, le centrali elettriche restano un miraggio. Dato che i nuclei atomici si respingono e devono muoversi ad alta velocità per fondersi, il procedimento richiede molta energia per essere avviato e mantenuto. Nel Sole, per esempio, dove ci sono pressioni estreme, i nuclei hanno bisogno di temperature di quindici milioni di gradi per vincere la repulsione reciproca. A Culham, dove non ci sono pressioni simili, bisogna sfiorare i cento milioni di gradi.

A temperature simili non possono esistere solidi e gas, quindi gli scienziati devono manipolare un quarto stato della materia chiamato plasma, formato da singoli ioni ed elettroni. Il problema è trovare un metodo efficiente dal punto di vista energetico. Quello usato dal Jet, basato su un sistema progettato in passato dai sovietici, intrappola il plasma in potenti campi magnetici a forma di ciambella. Un altro metodo, la fusione a confinamento inerziale, sfrutta potenti laser per far implodere delle piccole sfere che contengono atomi d’idrogeno, comprimendo il combustibile fino al punto di fusione. Alcune aziende stanno sviluppando metodi nuovi. Una sta sperimentando la fusione a confinamento magnetico, in cui il plasma è creato dagli impulsi elettrici e compresso tramite pistoni alimentati a vapore.

Finora ogni fusione nucleare prodotta sulla Terra ha consumato più energia di quella generata, non dimostrandosi quindi un’alternativa migliore dei combustibili fossili. I progressi recenti, però, fanno sperare che si possa arrivare a breve a una fusione a energia netta positiva. Nel maggio 2021 un reattore cinese ha sostenuto una fusione a 120 milioni di gradi per 101 secondi, stabilendo un record. Ad agosto il laboratorio della National ignition facility statunitense è andato più vicino di tutti all’energia netta positiva usando i laser. A settembre la startup Commonwealth Fusion Systems (Cfs), finanziata tra gli altri da Jeff Bezos e Bill Gates, ha generato un potente campo magnetico che, in teoria, potrebbe risolvere il problema. L’obiettivo dell’azienda è ottenere una fusione a energia netta positiva entro il 2025. In conclusione, una svolta sulla fusione nucleare potrebbe essere imminente. ◆ sdf