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Lo scorso aprile Francesco Sciortino in una intervista rilasciata a Startupbusiness raccontò ciò che la società Proxima Fusion di cui è CEO sta facendo e perché l’Europa è oggi il luogo ove la ricerca sulla fusione nucleare è maggiormente avanzata. In queste ore l’azienda che ha sede a Monaco di Baviera ha mandato un altro segnale importante all’intera comunità scientifica e al mondo intero pubblicando le informazioni relative al progetto sul quale sta lavorando con uno spirito di grande condivisione e di open source.
Proxima Fusion, insieme ai suoi partner che includono il Max Planck Institute for Plasma Physics, il Karlsruhe Institute of Technology, l’Instituto Superior Técnico Lisboa e la University of Wisconsin-Madison, pubblica un articolo, sottoposto a peer-review, che annuncia il primo concetto integrato al mondo per una centrale a fusione nucleare commerciale progettata per funzionare in modo affidabile e continuo. Pubblicato su Fusion Engineering and Design, il progetto Stellaris rappresenta un’importante pietra miliare per l’industria della fusione e promuove la tesi degli stellarator quasi-isodinamici (QI) come il percorso più promettente per la realizzazione di una centrale elettrica a fusione commerciale.
Stellaris si basa sui risultati da record dell’esperimento di ricerca Wendelstein 7-X (W7-X) in Germania, il prototipo di stellarator QI più avanzato al mondo, diretto dal Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP) e frutto di un finanziamento di oltre 1,3 miliardi di euro da parte del governo federale tedesco e dell’Unione Europea.
Verso la fusione nucleare commerciale
Il lavoro di Stellaris è il risultato di una partnership pubblico-privata tra gli ingegneri di Proxima Fusion e gli scienziati dell’IPP. Prima società spin-out dell’IPP, Proxima Fusion si è basata sul lavoro sperimentale e teorico d’avanguardia dell’Istituto, con una forte forza lavoro ingegneristica proveniente da Google, Tesla, McLaren Formula-1 e SpaceX.
Francesco Sciortino, cofondatore e amministratore delegato di Proxima Fusion, dichiara nella nota che annuncia la pubblicazione: “La strada verso le centrali a fusione commerciali è ora aperta. Stellaris è il primo progetto, sottoposto a revisione paritaria, di una centrale a fusione progettata per funzionare in modo affidabile e continuo, senza le instabilità e le interruzioni riscontrate nei tokamak e in altri approcci. Data la crescente domanda di energia a livello mondiale e l’esigenza sempre più pressante di sicurezza energetica dell’Europa, sbloccare l’energia pulita e illimitata attraverso la fusione non è mai stato così urgente, e Proxima è impegnata a guidare l’Europa verso un futuro alimentato dalla fusione.”
L’energia da fusione già nel prossimo decennio
Stellaris è progettato per produrre molta più energia per unità di volume rispetto a qualsiasi centrale mai progettata prima.
I campi magnetici molto più forti, consentiti dalla tecnologia dei magneti superconduttori ad alta temperatura (HTS), permettono una significativa riduzione delle dimensioni rispetto ai precedenti concetti di stellarator. I reattori più piccoli possono essere costruiti più rapidamente, forniscono una produzione di energia più efficiente e promettono di essere più economici sia nella costruzione che nel funzionamento. Il concetto di Stellaris utilizza inoltre solo materiali attualmente disponibili, il che significa che sarà possibile costruirlo espandendo le catene di approvvigionamento attuali.
L’approccio ingegneristico di Proxima, basato sulla simulazione, ha consentito rapide iterazioni di progettazione, sfruttando l’informatica avanzata. Stellaris è il primo progetto di centrale elettrica basata su stellarator QI che soddisfa contemporaneamente tutti i principali vincoli fisici e ingegneristici, come dimostrato dalle simulazioni elettromagnetiche, strutturali, termiche e neutroniche. Grazie al connubio tra fisica e ingegneria, reso possibile dalla collaborazione con l’IPP, Proxima è ora pronta a fare un salto coraggioso con il suo stellarator dimostrativo, Alpha, invece di costruire diversi dispositivi con miglioramenti incrementali nell’arco di decenni.
Le caratteristiche tecniche rivoluzionarie del progetto Stellaris comprendono: un design del campo magnetico che rispetta tutti i principali obiettivi di ottimizzazione della fisica per la produzione di energia;
strutture di supporto in grado di sopportare le forze presenti durante il funzionamento a piena potenza;
una dimostrazione che la tecnologia HTS può essere efficacemente integrata negli stellarator ad alto campo, garantendo al contempo un’efficace gestione del calore sulle superfici interne; un concetto di neutron blanket che si adatta alla complessa geometria degli stellarator.
La centrale
Con il suo magnete dimostrativo Stellarator Model Coil (SMC), nel 2027, Proxima Fusion ridimensionerà completamente la tecnologia HTS per gli stellarator. L’azienda dimostrerà che gli stellarator sono in grado di produrre energia netta con il suo stellarator demo Alpha nel 2031, e mira a fornire energia da fusione pulita, sicura e illimitata alla rete nel 2030.
Per Helander, responsabile della divisione teoria Stellarator presso il Max Planck IPP, dice: “L’IPP è un pioniere dell’ottimizzazione degli stellarator. Negli ultimi anni siamo stati in grado di progettare stellarator le cui proprietà fisiche sono previste per garantire prestazioni senza precedenti. Ciò lascia ancora molte sfide tecnologiche e ingegneristiche, problemi che sono stati coraggiosamente affrontati da Proxima Fusion in collaborazione con l’IPP in questo studio unico nel suo genere. Si tratta di un lavoro importante e necessario sulla strada verso una centrale a fusione, che speriamo di accelerare grazie a questa collaborazione”.
Jorrit Lion, co-fondatore e scienziato capo di Proxima Fusion, aggiunge: “Per la prima volta, stiamo dimostrando che le centrali a fusione basate su stellarator QI-HTS sono possibili. Il progetto Stellaris copre un’ampiezza senza precedenti di analisi fisiche e ingegneristiche in un progetto coerente. Per rendere l’energia da fusione una realtà, dobbiamo ora procedere a un progetto ingegneristico completo e continuare a sviluppare le tecnologie abilitanti”.
Ian Hogarth, partner di Plural, uno dei primi investitori di Proxima Fusion, afferma: “Quando Proxima ha iniziato il suo percorso, i fondatori hanno detto: ‘Questo è possibile, ve lo dimostreremo’. E così è stato. Stellaris posiziona gli stellarator QI-HTS come tecnologia leader nella corsa globale alla fusione commerciale”. (nell’immagine un rendering del progetto)
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