Nella corsa alla fusione nucleare – un processo per produrre energia pulita e costante, inseguito da decenni – c’è un’azienda che sembra essere in vantaggio sulle altre. Commonwealth Fusion Systems, nata nel 2018 da una costola del Massachusetts Institute of Technology, ha raccolto finora quasi 3 miliardi di dollari, più di qualsiasi altra startup del settore, nonché un terzo di tutti i capitali investiti in soggetti privati a livello mondiale.All’ultimo giro di finanziamenti, il 28 agosto scorso, ha ottenuto 863 milioni; tra i suoi sostenitori ci sono Google, il fondo Breakthrough Energy di Bill Gates, il colosso dei microchip Nvidia, Neva Sgr di Intesa Sanpaolo e soprattutto Eni, che ne è partner strategico.Questi soldi serviranno a Commonwealth Fusion Systems per completare Sparc, il suo reattore dimostrativo in Massachusetts, e per costruire Arc, la prima centrale elettrica a fusione di tipo commerciale, in Virginia. La società conta di immettere elettricità in rete per l’inizio degli anni 2030 e ha già firmato un accordo di fornitura con Google per 200 megawatt. Attualmente, però, né Commonwealth Fusion Systems né le sue concorrenti hanno raggiunto il guadagno energetico netto, vale a dire un bilancio positivo tra l’energia consumata per alimentare il processo di fusione e l’energia prodotta: si tratta della precondizione necessaria per l’avviamento di una centrale commerciale, che però ad oggi manca ancora.Lo scoglio del guadagno energetico nettoSparc “non ha ancora prodotto un guadagno netto di energia, ma ci si sta avvicinando”, ha detto a Wired Bob Mumgaard, co-fondatore e amministratore delegato di Commonwealth Fusion Systems. “Lo abbiamo intravisto con Jet”, il grande impianto sperimentale situato nel Regno Unito che ha cessato le attività nel 2023 dopo essersi approssimato al guadagno energetico. La condizione di pareggio si indica con la formula Q=1; nel 1997 Jet fissò il record di Q=0,67.C’è stato, in realtà, un esperimento di fusione che ha – più o meno – raggiunto il guadagno energetico netto: è successo nel 2022 al laboratorio Lawrence Livermore della California. Ma il procedimento utilizzato, che ha previsto l’impiego di centinaia di laser, è molto diverso da quello seguito da Commonwealth Fusion Systems (e da Jet): nel primo caso si parla di “confinamento inerziale”, nel secondo di “confinamento magnetico”. Quest’ultimo processo sembra essere più adatto alle applicazioni commerciali. Al contrario, “una centrale elettrica a confinamento inerziale dovrebbe far fronte a sfide complesse”, ha spiegato Mumgaard, come la generazione continuativa di impulsi laser per far implodere ogni giorno milioni di “sferette di idrogeno”, che andranno prima prodotte.Il tokamak di Commonwealth Fusion Systems (CFS)CFS DEVENS TOKAMAK HALLL’innovazione nei magnetiA differenza della fissione nucleare, che si basa sulla rottura di atomi pesanti come l’uranio, la fusione produce energia dall’unione di atomi leggeri come il deuterio e il trizio, due isotopi dell’idrogeno. Semplificando, il confinamento magnetico punta a questo risultato attraverso delle macchine chiamate tokamak, all’interno delle quali si producono dei campi magnetici così potenti da confinare il plasma, una materia ad altissima temperatura (circa 100 milioni di gradi Celsius). Più a lungo il plasma viene stabilizzato, più reazioni di fusione avvengono e più energia si produce.Commonwealth Fusion Systems assicura che il suo tokamak Sparc otterrà un guadagno energetico netto (Q>1) nel 2027. Secondo Mumgaard, la startup può fare leva su tre punti di forza: il primo è il fatto che il design di Sparc si basa su una tecnologia nota e studiata da decenni; il secondo è l’utilizzo di modelli avanzati di simulazione e analisi dati per accelerare i processi; il terzo sono “i magneti ad alto campo, che ci consentono di rendere i tokamak molto più compatti e meno costosi, oltre che di costruirli più rapidamente”. Questi magneti superconduttori ad alta temperatura, noti come Hts, permettono di creare dei campi magnetici fortissimi e sono considerati l’innovazione chiave di Commonwealth Fusion Systems.“Sparc”, prosegue Mumgaard, “sta venendo costruito molto più velocemente di Iter”, il principale progetto internazionale di ricerca sulla fusione a confinamento magnetico, situato nel sud della Francia. “Sparc è dotato di magneti ad alto campo, Iter no. Ciò dimostra quanto più rapidamente possiamo procedere”.Le sfide della centrale elettricaAnche se Sparc dovesse raggiungere il guadagno energetico netto, le sfide per Commonwealth Fusion Systems non sarebbero terminate. La startup – si diceva – vuole avviare una centrale elettrica da 400 MW già entro la prima parte del prossimo decennio. Riuscire a stabilizzare la reazione per lunghi periodi di tempo è solo uno degli ostacoli tecnici. Bisogna, ad esempio, anche gestire l’approvvigionamento su larga scala del combustibile per la fusione, che nel caso di Commonwealth Fusion Systems consiste in deuterio e trizio.Dei due isotopi, quello più semplice da ottenere è il deuterio, estraibile dall’acqua di mare; il trizio, invece, è difficile da trovare in natura, ma può venire recuperato dalle centrali nucleari a fissione oppure ricavato dal litio. Quanto ai volumi necessari per mandare avanti la centrale Arc, e ai costi, Mumgaard garantisce che di combustibile “non ce ne serve così tanto. Poiché si tratta di quantità ridotte, il costo non è una preoccupazione rilevante e non influisce sulle prospettive di lungo termine”. Tutto il combustibile necessario a garantire ad Arc un periodo di attività di trent’anni dovrebbe entrare in un camion solo.Una volta assicurato il combustibile e stabilizzata la fusione, l’energia prodotta dalla reazione andrà convertita in elettricità. Come? Per prima cosa, l’energia dei neutroni (rilasciati dalla fusione di deuterio e trizio) viene “catturata” da un sistema a sali fusi; il calore ottenuto viene poi trasferito all’acqua, azionando una turbina a vapore e generando elettricità. “È un procedimento molto simile a quello delle centrali elettriche esistenti”, commenta Mumgaard. “Non c’è nulla di davvero specifico per la fusione nel prelevare il calore per produrre elettricità”.Il ruolo dell’intelligenza artificialeLa centrale Arc sorgerà in Virginia, uno stato ad alta concentrazione di data center. Le infrastrutture per l’intelligenza artificiale e il cloud computing hanno bisogno di parecchia elettricità e gli impianti a fusione – idealmente – sarebbero in grado di fornirgliela in abbondanza, in maniera continuativa e senza emissioni. “Le necessità energetiche dei centri dati e dell’intelligenza artificiale fungono senz’altro da motivazione per lo sviluppo di tecnologie per l’energia. E il fatto che le società di intelligenza artificiale comprendano la nostra tecnologia le rende delle ottime partner. Inoltre”, aggiunge Mumgaard, “la fusione e l’intelligenza artificiale si adattano piuttosto bene l’una all’altra”.Con i suoi consumi energetici, insomma, l’AI boom ha certamente rafforzato le prospettive di Commonwealth Fusion Systems e delle altre startup del settore, aiutandole a raccogliere fondi. Ma non è l’unico fattore alla base dell’interesse per la fusione. “Abbiamo un tale bisogno di energia che è difficile pensare che qualcuno possa avere la soluzione giusta. Abbiamo bisogno di molta energia a prescindere, e luoghi e casi d’uso diversi richiederanno tipi di energia diversi”, spiega Bob Mumgaard, che respinge anche l’idea di una competizione tra fusione e fissione nucleare. “Nei luoghi in cui la fissione è ben accetta, è fantastico che possano sceglierla. E nei luoghi in cui la fissione è meno ben accetta, è fantastico che abbiano l’opzione della fusione”.