Il 2 ottobre un convoglio eccezionale ha consegnato a Cadarache, nel sud della Francia, il settore #2 della camera a vuoto di ITER. Il numero può trarre in inganno: era l’ultimo dei nove giganteschi spicchi d’acciaio ancora da portare sul sito. Arrivava da Monfalcone, dove era stato completato nello stabilimento Westinghouse, e con il suo ingresso nel cantiere ITER ha ora sul posto tutti i grandi componenti necessari a completare il cuore del tokamak.
È un passaggio importante per il più grande esperimento di fusione magnetica mai costruito, però conviene fermarsi un attimo prima di accendere metaforicamente la luce di casa. ITER è ancora in assemblaggio e, soprattutto, non produrrà elettricità. Il suo compito sarà dimostrare che un plasma da fusione può essere mantenuto e controllato su una scala utile alle future centrali. Quelle, eventualmente, arriveranno dopo.
Nove pezzi per costruire una camera da 5.200 tonnellate
La camera a vuoto è il grande contenitore toroidale nel quale sarà confinato il plasma. È costruita in acciaio inossidabile a doppia parete e dovrà offrire un ambiente estremamente pulito mentre all’interno il plasma raggiungerà temperature nell’ordine dei 150 milioni di gradi Celsius.
Quando i nove settori saranno uniti, la camera a vuoto di ITER misurerà 19,4 metri di diametro e 11,4 metri di altezza, con un volume interno di circa 1.400 metri cubi. Da sola peserà circa 5.200 tonnellate; con blanket e divertore installati il complesso arriverà a circa 8.500 tonnellate. Dentro, il volume effettivamente occupato dal plasma sarà di circa 840 metri cubi.
Cinque dei nove settori sono stati realizzati per l’Europa, gli altri quattro dalla Corea del Sud. Dietro quelli europei c’è anche parecchia industria italiana. Fusion for Energy, l’agenzia che gestisce il contributo europeo a ITER, ha lavorato con il consorzio formato da Ansaldo Nucleare, Westinghouse e Walter Tosto. I segmenti sono stati prodotti negli stabilimenti Westinghouse di Monfalcone e Walter Tosto di Chieti, poi assemblati fino a formare ciascun settore.
Per completare i cinque settori europei sono servite più di due milioni di ore di lavoro e circa 750 chilometri di saldature. Alla filiera hanno partecipato almeno 15 aziende europee. Il settore #2, quello arrivato per ultimo, ha concluso un programma industriale iniziato sedici anni fa.
Tutti i grandi componenti sono arrivati, l’assemblaggio no
La consegna ha un significato molto preciso. Sul sito ci sono ormai tutti i settori della camera a vuoto, le bobine del campo toroidale e poloidale, le bobine di correzione, i magneti del solenoide centrale e gli schermi termici principali. Pietro Barabaschi, direttore generale di ITER, ha definito il settore appena arrivato l’ultimo dei componenti fondamentali del tokamak ancora mancanti.
Questo non significa che basti chiudere qualche bullone. I settori devono essere trasformati in moduli insieme agli schermi termici e alle enormi bobine magnetiche, trasferiti nella fossa del tokamak, allineati con tolleranze millimetriche e infine saldati.
A fine luglio sei dei nove moduli erano già stati installati. Il settimo è in preparazione e l’installazione dell’ultimo è prevista nel 2027. Anche le riparazioni che negli anni scorsi avevano rallentato il programma pesano sulla storia del progetto: alcune non conformità dimensionali nei bordi dei settori e problemi agli schermi termici avevano imposto interventi prima di poter riprendere l’assemblaggio.
Insomma, l’ultimo settore è arrivato. Il tokamak intero deve ancora essere messo insieme.
ITER proverà a ottenere 500 MW dalla fusione, senza produrre elettricità
L’obiettivo scientifico resta enorme. ITER è progettato per ottenere nel plasma 500 MW di potenza da fusione utilizzando 50 MW di potenza esterna per riscaldarlo, raggiungendo quindi un fattore Q pari almeno a 10. Quel rapporto riguarda il plasma: non comprende tutta l’energia necessaria al funzionamento dell’impianto.
Qui sta anche una delle differenze che spesso spariscono nei titoli sulla “centrale a fusione”. ITER è un esperimento. Il calore prodotto dalle reazioni non verrà utilizzato per alimentare turbine e generare corrente. Servirà a verificare se è possibile controllare un plasma autosostenuto abbastanza a lungo e testare tecnologie che potrebbero finire nelle future centrali.
Anche il confronto con la fissione richiede qualche centimetro di precisione in più. La fusione evita i prodotti di fissione ad alta attività e lunga vita tipici dei reattori convenzionali, ma non lascia il problema della radioattività magicamente fuori dalla porta. ITER utilizzerà trizio, un isotopo radioattivo dell’idrogeno, mentre i neutroni prodotti dalle reazioni attiveranno nel tempo alcuni materiali della macchina. ITER prevede quindi rifiuti radioattivi a molto bassa, bassa e media attività, oltre a sistemi dedicati alla gestione e al confinamento del trizio.
Le prime operazioni sono previste nel 2034
Anche il calendario aiuta a misurare la distanza tra una consegna industriale e l’energia da fusione. Secondo l’attuale programma di assemblaggio di ITER, la prima fase di ricerca operativa dovrebbe cominciare nel 2034. Nel 2035 sono previste le operazioni con deuterio-deuterio, mentre il raggiungimento della piena energia magnetica è fissato al 2036.
La fase con miscela di deuterio e trizio, quella necessaria per avvicinarsi alle prestazioni per cui ITER è stato progettato, è prevista dal 2039. Il calendario è già il risultato di una revisione rispetto alle vecchie scadenze, dopo ritardi, pandemia e problemi tecnici incontrati durante la costruzione. Il settore #2 ha quindi terminato il suo viaggio da Monfalcone alla Provenza. Per ITER si chiude la stagione delle grandi consegne del cuore della macchina. Quella degli esperimenti, calendario alla mano, deve ancora cominciare.