La Cina ha completato il più grande magnete superconduttore toroidale mai realizzato per la fusione nucleare. Pesa 582 tonnellate, è lungo 21 metri, largo 12 e alto 3,3. Numeri già enormi, ma la scala reale del progetto si capisce soltanto osservando il disegno completo: il sistema toroidale prevede 16 bobine analoghe, disposte verticalmente attorno alla camera del plasma.
Chiamarlo “Sole artificiale” è suggestivo, ma non del tutto preciso. Una stella trattiene il plasma grazie alla propria gravità, mentre un tokamak deve affidarsi a campi magnetici potentissimi. L’obiettivo è comunque simile: portare i nuclei a condizioni tali da permettere la fusione, liberando una grande quantità di energia senza il processo di fissione utilizzato nelle centrali nucleari attuali.
Perché le bobine hanno una forma a D
La loro forma a D non è casuale. Ogni bobina deve abbracciare una parte del tokamak, la macchina a forma di ciambella usata per confinare il plasma. Insieme, i 16 magneti sono progettati per generare un campo di 6,5 tesla al centro del plasma, con picchi fino a 14,5 tesla sul magnete. È una sorta di binario invisibile che guida le particelle cariche e riduce gli urti contro le pareti della camera a vuoto.
È qui che la fusione diventa quasi paradossale. Al centro del tokamak bisogna superare i 100 milioni di gradi per permettere ai nuclei di deuterio e trizio di fondersi e liberare energia. Pochi metri più all’esterno, invece, i magneti superconduttori devono lavorare a temperature criogeniche, vicine allo zero assoluto. Caldo estremo e freddo estremo devono convivere nella stessa macchina senza che uno comprometta l’altro.
Secondo l’Institute of Plasma Physics della Chinese Academy of Sciences, la bobina ha richiesto sei anni di sviluppo e l’intera filiera, dai materiali alla fabbricazione, è stata realizzata in Cina. Il suo volume è 1,3 volte quello di una bobina toroidale di ITER e la capacità di accumulo dell’energia magnetica è dichiarata tre volte superiore. Il sistema lavora con correnti fino a 98.000 ampere ed è progettato per resistere per decenni a temperature estreme, radiazioni e forti sollecitazioni.
Questo risultato non significa però che la Cina abbia già costruito una centrale a fusione. La bobina appartiene a CRAFT, una grande piattaforma di ricerca e collaudo usata per sviluppare componenti in scala reale destinati ai futuri reattori. È quindi un passaggio industriale molto importante, ma non ancora una macchina completa capace di produrre elettricità.
La Cina è davvero più avanti di ITER?
Il confronto più immediato è con ITER, il grande progetto internazionale in costruzione nel sud della Francia, al quale partecipa anche la Cina. ITER è più avanti nell’integrazione del tokamak: tutte le 19 bobine toroidali previste, 18 operative e una di riserva, sono già state fabbricate e consegnate. La macchina punta a ottenere 500 megawatt di potenza da fusione immettendone 50 per riscaldare il plasma, quindi un guadagno pari a dieci. Non trasformerà però questa energia in elettricità, perché nasce come esperimento scientifico e tecnologico.
Anche i tempi raccontano due strategie differenti. ITER prevede l’avvio delle operazioni di ricerca nel 2034 e l’inizio degli esperimenti con deuterio e trizio nel 2039. La Cina, nel frattempo, sta costruendo BEST, un tokamak compatto distinto da CRAFT che dovrebbe essere completato entro la fine del 2027. L’obiettivo dichiarato è studiare un plasma bruciante, con una potenza da fusione compresa tra 20 e 200 megawatt, e tentare una dimostrazione di generazione elettrica intorno al 2030.
È una tabella di marcia molto aggressiva, ma tra completare un magnete gigantesco e accendere la prima lampadina alimentata dalla fusione resta una distanza enorme. Bisogna controllare il plasma, estrarre il calore, produrre il trizio necessario, resistere al bombardamento neutronico e far funzionare tutto in modo continuo e conveniente.
La corsa alla fusione sta uscendo sempre più dai laboratori ed entrando nella fase delle grandi macchine industriali. E questa bobina da 582 tonnellate mostra quanto sarà complesso trasformare una promessa scientifica in una fonte di energia reale.
