di
Paolo Centofanti
Commonwealth Fusion Systems pubblica una nuova serie di articoli scientifici, tutti peer reviewed, che validano il design della centrale a fusione nucleare ARC. Ma la potenza di 1 GW da fusione promessa non è così scontata
Commonwealth Fusion Systems, la startup che punta a trasformare la fusione nucleare in una realtà commerciale, ha annunciato la pubblicazione di una nuova serie di articoli scientifici sul Journal of Plasma Physics che affrontano come vengono affrontate diverse sfide legate al funzionamento della centrale ARC, la prima che CFS intende costruire e la cui energia è già stata opzionata da Google, uno dei principali finanziatori della startup. I cinque articoli, tutti peer reviewed, illustrano la validità di aspetti come la fisica alla base del progetto, la gestione del calore all’interno del reattore, delle turbolenze nel plasma, la stabilità e soprattutto le prestazioni attese secondo le ultime più avanzate simulazioni computerizzate.“Stiamo delineando, probabilmente per la prima volta, un punto di progettazione fisica realistico per una centrale elettrica a fusione commercialmente rilevante”, scrive Alexander Creely, ingegnere capo del Conceptual Design di ARC. “Questi documenti mostrano perché CFS e i nostri partner sono fiduciosi nella fisica alla base della centrale elettrica a fusione ARC”.Nel comunicato di CFS, si sostiene che gli studi appena pubblicati confermino come ARC sarà in grado di produrre circa 1 GW di potenza da fusione nucleare che, sottratta la potenza necessaria per far funzionare il reattore e le perdite per la generazione di elettricità, si tradurrà in una centrale elettrica da 400 MW. In realtà, l’articolo intitolato Performance and transport in the ARC tokamak è meno netto in proposito e anzi le simulazioni numeriche realizzate rivelano livelli di incertezza piuttosto elevati. I modelli utilizzati per il dimensionamento iniziale del reattore, ipotizzavano un punto operativo teorico ideale per ARC di 1,13 GW di potenza di fusione. Nell’articolo sono descritte però simulazioni a "media fedeltà" che prevedono una potenza che oscilla tra i 900 e i 1300 MW, apparentemente in linea con il target. Tuttavia, gli autori evidenziano una grandissima sensibilità ai parametri di input: basta variare leggermente alcune assunzioni per modificare la potenza prodotta di un fattore 2 (raddoppiandola o dimezzandola). Le simulazioni ad "alta fedeltà” fanno sorgere ulteriori dubbi. Quando si analizza il trasporto nel nucleo del plasma con i modelli non lineari ad altissima definizione, la potenza di fusione predetta crolla a 677 MW, un valore nettamente inferiore al target di 1 GW.Ciò non significa certo che il progetto di CFS sia fallimentare. La startup sta costruendo un reattore sperimentale denominato SPARC (foto di apertura) che non è altro che ARC su una scala ridotta, il cui scopo non è solo quello di dimostrare un bilancio energetico positivo, ma anche quello di raccogliere dati reali per mettere a punto e ottimizzare le tecnologie e le soluzioni adottate. Lo stesso progetto di ARC è basato su una camera da vuoto modulare che consente di modificare la forma geometrica del nucleo e del divertore anche in una fase avanzata, integrando i futuri risultati fisici ottenuti da SPARC per ottimizzare e “aggiustare il tiro” sulle prestazioni finali.“Gli articoli di questa raccolta evidenziano dove rimangono domande chiave di fisica a cui SPARC prevede di rispondere, integrando le precedenti discussioni sul valore scientifico di SPARC” scrive Alexander Creely nella copertina che introduce gli articoli sul Journal of Plasma Physics. “L'ARC è progettata in modo tale che questi risultati possano essere incorporati in cambiamenti di progettazione relativamente tardivi nei componenti più vicini al plasma senza avere un impatto significativo sul resto dell’impianto”.Dalla sua costituzione nel 2018, CFS ha raccolto investimenti per circa 3 miliardi di dollari. Tra i finanziatori ci sono Google, NVIDIA, tramite il braccio finanziario NVentures, Neva SGR, società di venture capital di Intesa Sanpaolo ed Eni.
