La Cina ha appena ottenuto il vantaggio di essere la prima ad entrare nella fusione nucleare

• Per quasi due decenni, le speranze del mondo di costruire un impianto di fusione nucleare funzionale si sono basate sull’International Thermonuclear Experimental Reactor, con sede in Francia.
• I costi del progetto ITER hanno superato i 20 miliardi di euro (21,8 miliardi di dollari), più di quattro volte il budget iniziale di 5 miliardi di euro.
• Energy Singularity, con sede a Shanghai, ha completato con successo la verifica di fattibilità ingegneristica della superconduttività ad alta temperatura per il suo dispositivo tokamak Honghuang 70 (HH70).

Sono passati sette decenni da quando gli scienziati hanno iniziato a lavorare sulla tecnologia della fusione nucleare, con il fascino di un’energia pulita quasi illimitata che si è dimostrato troppo potente per resistergli. Sfortunatamente, le pietre miliari sono cadute più e più volte, dando origine alla battuta ricorrente che una centrale elettrica a fusione nucleare pratica potrebbe essere lontana decenni, se non secoli.

Per quasi due decenni, le speranze del mondo di costruire un impianto pratico di fusione nucleare si sono basate  sull’International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) con sede in Francia, finanziato e gestito da sette paesi membri dal 2006. Come molti progetti di energia nucleare, ITER è stato sottoposto a esame per ripetuti ritardi e massicci sforamenti di costi. Infatti, Charles Seife , direttore dell’Arthur L. Carter Institute of Journalism presso la New York University, ha recentemente citato in giudizio ITER per mancanza di trasparenza.

Secondo Seife, i costi del progetto ITER hanno superato i 20 miliardi di euro (21,8 miliardi di dollari), più di quattro volte il budget originale di 5 miliardi di euro (all’epoca 5,5 miliardi di dollari) e con quasi un decennio di ritardo rispetto alla data di consegna del 2016.

Ora, tuttavia, il settore della fusione potrebbe finalmente avere qualcosa da mostrare al mondo per tutti i suoi guai grazie a un importante traguardo raggiunto da una startup cinese.  Energy Singularity, con sede a Shanghai , ha completato in modo efficace la verifica di fattibilità ingegneristica della superconduttività ad alta temperatura per il suo dispositivo tokamak Honghuang 70 (HH70), dando alla Cina un vantaggio da pioniere nel campo critico della fusione a confinamento magnetico superconduttiva ad alta temperatura. Energy Singularity è anche diventata la prima azienda commerciale al mondo a costruire e gestire un tokamak completamente superconduttivo.

“Il lavoro di progettazione del dispositivo è iniziato a marzo 2022 e l’installazione complessiva è stata completata entro la fine di febbraio di quest’anno, stabilendo il record più rapido per la ricerca e la costruzione di dispositivi tokamak superconduttori a livello mondiale”, ha rivelato Yang Zhao, amministratore delegato di Energy Singularity.

Come ha fatto questa azienda cinese poco conosciuta a realizzare in due anni ciò che l’ITER non è riuscita a realizzare in quasi due decenni?

Secondo Yang, l’utilizzo di materiali superconduttori ad alta temperatura può ridurre il volume di un dispositivo a circa il 2 percento rispetto a quello dei tradizionali dispositivi superconduttori a bassa temperatura, consentendo di ridurre il periodo di costruzione del dispositivo da circa 30 anni a soli 3-4 anni.

Secondo Yang, la società detiene diritti di proprietà intellettuale indipendenti di HH70, con un tasso di domesticazione di oltre il 96 percento, aggiungendo che tutti i sistemi magnetici del dispositivo sono costruiti utilizzando materiali superconduttori ad alta temperatura. Nonostante il suo encomiabile successo, Energy Singularity non si adagia sugli allori, con Yang che rivela che la società prevede di completare il dispositivo tokamak superconduttore ad alta temperatura e campo magnetico elevato di prossima generazione denominato HH170 con un guadagno di energia equivalente al deuterio-trizio (Q) superiore a 10 entro il 2027. Nel gergo della fusione, il valore Q riflette l’efficienza energetica del reattore a fusione, ovvero il rapporto tra l’energia generata dal dispositivo e l’energia in ingresso richiesta per sostenere la reazione di fusione. I valori Q superiori a 1 indicano che il reattore genera più energia di quanta ne consumi, che è essenzialmente ciò che la ricerca sulla fusione ha cercato di ottenere in un reattore commerciale per decenni. Attualmente, il fattore Q più elevato mai raggiunto dagli scienziati è pari a solo 1,53.

Progettazione di piccoli reattori

Energy Singularity non è l’unica startup di fusione che sta perseguendo progetti di piccoli reattori.  La Commonwealth Fusion Systems con sede a Deven, Massachusetts, sta collaborando con il MIT per costruire il suo piccolo reattore a fusione. Denominato Sparc, il reattore è circa 1/65 del volume del reattore dell’ITER. Si prevede che il reattore sperimentale genererà circa 100 MW di energia termica in impulsi di circa 10 secondi, raffiche abbastanza grandi da alimentare una piccola città.

Detto questo, i piccoli reattori non sono certo un’esclusiva del settore della fusione nucleare. L’amministrazione Biden è stata una forte sostenitrice dei reattori modulari di piccole dimensioni (SMR) che hanno fatto scalpore nel settore della fissione nucleare.

Tre anni fa, la Nuclear Regulatory Commission (NRC) statunitense  ha approvato la richiesta di  Centrus Energy  Corp. (NYSE:LEU) di realizzare uranio a basso arricchimento ad alto saggio (HALEU) presso il suo impianto di arricchimento a Piketon, Ohio, diventando la prima azienda nel mondo occidentale al di fuori della Russia a farlo. Le domande per HALEU sono attualmente limitate ai reattori di ricerca e alla produzione di isotopi medici; tuttavia, HALEU sarà necessario per più della metà degli SMR attualmente in fase di sviluppo in tutto il mondo. HALEU è attualmente disponibile solo da TENEX, una  sussidiaria di Rosatom.

Lo scorso novembre, Centrus Energy ha annunciato di aver  effettuato la sua prima consegna  di 20 chilogrammi di HALEU UF6 al DoE, completando la Fase Uno del suo contratto. La società è riuscita a completare la prima fase entro il budget e in anticipo rispetto alla tabella di marcia. Centrus ora procederà immediatamente alla Fase Due del contratto, che richiede una produzione di HALEU al ritmo di 900 chilogrammi all’anno.

A gennaio, il DoE  ha emesso una richiesta di proposte  (RFP) per servizi di arricchimento dell’uranio per aiutare a stabilire una fornitura nazionale affidabile di combustibili utilizzando HALEU. L’Inflation Reduction Act (IRA) fornirà fino a 500 milioni di $ per i contratti di arricchimento HALEU selezionati tramite  questa RFP .

Autore: Alex Kimani, veterano scrittore di finanza, investitore, ingegnere e ricercatore per Safehaven.com. Pubblicato originariamente su OilPrice