La pubblicazione su SeMA Journal certifica il framework sviluppato dal gruppo guidato da Franco Cotana per progettare la camera di un futuro reattore a fusione. Il prototipo IFER-1 sarà presentato al Meeting di Rimini
La ricerca sulla fusione nucleare compie un nuovo passo in avanti in Italia. RSE – Ricerca sul Sistema Energetico, società del Gruppo GSE guidata dall’amministratore delegato Franco Cotana – ha annunciato la pubblicazione su SeMA Journal, rivista scientifica internazionale edita da Springer, del framework computazionale sviluppato per la progettazione della camera di un reattore a fusione nucleare a confinamento inerziale. Contestualmente è stato realizzato IFER-1, il primo prototipo in scala della camera di reazione, che sarà esposto al pubblico in occasione del Meeting di Rimini, in programma dal 21 al 26 agosto.
Oltre il sogno della fusione: la sfida è costruire il reattore
Quando si parla di fusione nucleare si pensa spesso all’energia delle stelle e alla possibilità di disporre, in futuro, di una fonte praticamente inesauribile, sicura e priva delle emissioni climalteranti associate ai combustibili fossili. Ma se negli ultimi anni la ricerca internazionale ha dimostrato la possibilità di ottenere la cosiddetta “accensione” della fusione in laboratorio, resta ancora da risolvere una delle sfide ingegneristiche più complesse: progettare un reattore capace di trasformare quella reazione in energia elettrica continua.
È proprio su questo passaggio che si concentra il lavoro di RSE. L’obiettivo non è tanto dimostrare che la fusione è possibile, quanto progettare la camera di reazione, il cuore dell’impianto destinato a sopportare, ciclo dopo ciclo, le enormi sollecitazioni generate dalle microesplosioni di fusione e a convertirne l’energia in calore utilizzabile per la produzione di elettricità.
Che cos’è la fusione a confinamento inerziale
La tecnologia studiata da RSE prende il nome di fusione a confinamento inerziale direct drive. Il principio è quello di comprimere una minuscola sfera contenente due isotopi dell’idrogeno, deuterio e trizio, mediante un sistema di fasci laser ad altissima potenza. La compressione porta il combustibile a temperature e pressioni estreme, fino a innescare la fusione nucleare, lo stesso processo che alimenta il Sole e le altre stelle.
Nella configurazione “direct drive” i laser colpiscono direttamente la microsfera di combustibile, senza ricorrere alla cavità intermedia utilizzata in altri approcci. Si tratta di una soluzione che promette una maggiore efficienza energetica, ma richiede un controllo estremamente preciso dell’illuminazione e delle instabilità che possono svilupparsi durante la compressione del bersaglio.
Il framework pubblicato su Springer
Il lavoro scientifico firmato da Piergiovanni Domenighini, Gianluca Vinti e Franco Cotana rappresenta un contributo originale proprio nella progettazione della camera di reazione. Il framework computazionale integra in un unico ambiente di calcolo la geometria dei fasci laser, la distribuzione dei carichi sulla struttura e i criteri di dimensionamento della camera, offrendo uno strumento utilizzabile già nelle prime fasi di progettazione di futuri impianti industriali.
La pubblicazione su una rivista internazionale sottoposta a revisione tra pari costituisce un importante riconoscimento scientifico, perché certifica la solidità del metodo sviluppato dai ricercatori italiani e ne attesta il vaglio da parte della comunità scientifica internazionale.
IFER-1: il modello che rende visibile il futuro
Accanto al lavoro teorico, RSE ha sviluppato anche IFER-1 (Inertial Fusion Energy Reactor), un prototipo in scala che riproduce la camera di reazione e il sistema di conversione energetica.
Il modello mostra la sfera di confinamento, le linee di iniezione dei fasci laser, il circuito di estrazione del calore e l’isola di potenza. È inoltre apribile, consentendo di osservare la microsfera di combustibile collocata al centro della camera, cioè il punto in cui avviene la fusione. Si tratta di uno strumento progettato sia per supportare lo sviluppo ingegneristico sia per favorire la divulgazione scientifica di una tecnologia ancora poco conosciuta dal grande pubblico.
Il Meeting di Rimini come vetrina internazionale
Dal 21 al 26 agosto il prototipo IFER-1 sarà esposto alla 47ª edizione del Meeting per l’Amicizia fra i Popoli di Rimini. Per RSE sarà l’occasione per mostrare al pubblico il risultato di un percorso che unisce ricerca matematica, modellistica numerica, ingegneria dei materiali e progettazione dei sistemi energetici.
Cotana: «Un settore in cui l’Italia può ritagliarsi un ruolo»
Secondo l’amministratore delegato di RSE, Franco Cotana, la fusione a confinamento inerziale rappresenta oggi uno degli ambiti meno esplorati della ricerca italiana sulla fusione e, proprio per questo, offre al Paese un’importante opportunità di posizionamento scientifico e tecnologico. La pubblicazione internazionale, sottolinea Cotana, certifica il rigore del metodo sviluppato, mentre il prototipo IFER-1 ne rende concreta la prospettiva applicativa, mettendo in evidenza competenze che spaziano dalla modellistica numerica alla scienza dei materiali, fino all’ingegneria dei sistemi energetici.
La strada verso centrali elettriche alimentate dalla fusione è ancora lunga, ma studi come quello sviluppato da RSE contribuiscono ad affrontare uno dei nodi tecnologici più complessi: trasformare una straordinaria conquista della fisica in una macchina capace di produrre energia in modo continuo, sicuro e sostenibile.
