La Regione Puglia vuole l’energia che viene dalle stelle

(foto: Mit)

La strada verso la produzione di energia tramite centrali a fusione nucleare è un percorso che guarda ai prossimi decenni, per portare sulla Terra una fonte di energia che alimenta già le stelle. Si scriverà a Brindisi uno dei capitoli di questa tabella di marcia che vuole cambiare su scala globale gli scenari per scienza, impresa e cittadini? La domanda è legittima perché l’Area della Cittadella della Ricerca, nel capoluogo pugliese, è tra i potenziali siti destinati a ospitare l’insediamento dell’esperimento Dtt (Divertor Tokamak Test). È stata candidata dalla Giunta regionale pugliese che ha partecipato all’avviso pubblico bandito dall’Enea per selezionare il sito adatto all’insediamento.

Lo scorso novembre l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (Enea) ha avviato la gara per individuare il sito che ospiterà l’infrastruttura per l’esperimento innovativo che vede coinvolti i principali centri di ricerca nazionali (Cnr, Infn, Create) ma anche il Consorzio europeo per lo sviluppo della fusione nuclare (Eurofusion). L’obiettivo è creare un laboratorio scientifico in cui fare ricerca sulla fusione e trovare anche risposte ad alcune criticità del processo, come lo smaltimento di energia nei reattori. Un lavoro di grande rilievo che metterà insieme squadre di ricercatori, a cominciare dai fisici, e di ingegneri.

A correre per la Puglia è Brindisi e non manca la concorrenza: per aggiudicarsi il sito bisogna mettere a disposizione una superficie minima di quattro ettari, contribuire finanziariamente alla realizzazione del sito per non meno di 25 milioni di euro, provvedere all’estensione della linea elettrica per specifici fabbisogni.

I motivi per scommettere sull’arrivo del Divertor tokamak test non mancano, pensando alle ricaduta economiche e occupazionali (oltre millecinquencento nuovi posti di lavoro) per la Regione che ospiterà l’infrastruttura strategica di ricerca e che sarà di fatto aggregata ai grandi circuiti scientifici internazionali. Un investimento, quello per la costruzione del sito, da 500 milioni di euro, supportato da finanziamenti nazionali per 160 milioni di euro, prestiti e contribuiti europei e pure dalla Cina, partner scientifico del progetto. La Regione Puglia, da parte sua, oltre a mettere a disposizione l’area, contribuirà con risorse per 30 milioni di euro (del Fondo di Sviluppo e Coesione), e finanzierà, tra le altre cose, anche l’estensione della rete elettrica.

Una prospettiva importante che non può lasciare indifferente nemmeno la comunità scientifica e accademica locale, che guarda con interesse alla candidatura, ulteriore asset per dimostrare che la Puglia è anche la terra dell’eccellenza nella ricerca e della grande fisica. A Bari è di casa il ReCaS, il supercalcolatore dell’Università di Bari e dell’Istituto nazionale di fisica nucleare, inaugurato nel 2015, dalla capacità di calcolo equivalente a 13.000 computer e con una potenza di memoria superiore ai 6.000 terabyte.

Pugliesi, di origine e formazione, sono anche gli accademici Antimo Palano e Marco Pappagallo, autori nel 2017 della scoperta di cinque nuove particelle subnucleari, attraverso l’analisi dei dati raccolti dal 2011 al 2015 da Lhcb, uno dei quattro grandi esperimenti in corso all’acceleratore Lhc del Cern di Ginevra. E nuovi orizzonti si aprono, anche nell’ambito della cura per le malattie neurodegenerative, grazie al lavoro di gruppo di ricercatori del Dipartimento Internateneo di Fisica dell’Università degli studi di Bari e dell’Infn. Il gruppo di ricerca coordinato dal professor Roberto Bellotti e composto da Nicola Amoroso, Marianna La Rocca, Stefania Bruno, Tommaso Maggipinto, Alfonso Monaco e Sabina Tangaro ha studiato e progettato un algoritmo per l’identificazione dei segni precoci della malattia di Alzheimer, partendo dalle risultanze della risonanza magnetica. L’obiettivo è prevedere, con un decennio di anticipo, gli sviluppi della malattia, in particolare per i soggetti colpiti da lieve indebolimento cognitivo.

Ma che cos’è la fusione termonucleare e perché è vista come il futuro nell’ambito della generazione dell’energia elettrica? È un processo sempre sicuro e che impatto ha a livello ambientale? Spiega a Wired Nicola Colonna, fisico e primo ricercatore all’Infn di Bari: “La fusione termonucleare è una reazione in cui due nuclei leggeri si combinano in uno più pesante, liberando energia. Il processo è responsabile della produzione di energia nelle stelle, e si punta a realizzarlo anche sulla Terra in maniera controllata per produrre energia elettrica. Le reazioni di fusione più semplici e convenienti coinvolgono nuclei dell’atomo di idrogeno, in particolare quelli più pesanti (i cosiddetti isotopi) deuterio e trizio: il primo esiste già in natura ed è disponibile in quantità praticamente illimitate, mentre il secondo è prodotto a partire dal litio, un elemento diffuso sulla Terra e facilmente reperibile. Per questo motivo la fusione rappresenta una fonte di energia praticamente inesauribile e, in prospettiva, a basso costo”.

Cosa succede dopo? “Perché avvenga la fusione, è necessario riscaldare un gas ionizzato di deuterio e trizio (chiamato “plasma”) a temperature di oltre cento milioni di gradi. Non esistendo materiali in grado di resistere a quelle temperature, il plasma può solo essere confinato per mezzo di elevati campi magnetici, all’interno di speciali contenitori chiamati “tokamak” (acronimo russo che sta per “camera toroidale con bobine magnetiche”). Su questa tecnologia si basa il reattore ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) in costruzione in Francia”.

In cosa consisterà l’esperimento Dtt Enea per il quale si candida anche Brindisi e come si lega ad altri grandi progetti di fusione europei, come il francese Iter? Risponde Colonna: “In qualunque tokamak non è possibile realizzare un confinamento magnetico totale, ma una parte del plasma inevitabilmente “sfugge” verso le pareti. Per evitare danni a componenti importanti del reattore, la parte che sfugge deve essere convogliata (sempre attraverso opportuni campi magnetici) su un collettore, chiamato “divertor”. Questo deve essere in grado di tollerare e smaltire enormi flussi di energia e di particelle. Il laboratorio Divertor Tokamak Test (Dtt) ha proprio lo scopo di studiare nuove configurazioni geometriche, magnetiche e materiali innovativi per “divertor” da utilizzare in futuri reattori a fusione, e costituisce quindi un passaggio di cruciale importanza verso l’uso della fusione per la produzione di energia”.

Quali sono le altre problematiche tecnologiche e scientifiche connesse alla produzione di energia elettrica dalla fusione? “Ci sono diversi problemi tecnologici che devono essere affrontati e risolti nell’immediato futuro in vista della produzione di energia da fusione. Uno dei principali è come mantenere il plasma stabilmente confinato ad alte densità e temperature per lunghi periodi, come produrre efficientemente il trizio a partire dal Litio, come gestire e rimuovere l’energia in eccesso depositata nel divertore, ed altri ancora. Infine sarà necessario studiare nei prossimi anni la resistenza delle varie parti strutturali nelle condizioni estreme di un tokamak, per stimare i tempi di vita di un reattore ed eventuali metodi per la loro sostituzione”.

Aggiudicarsi il sito sarebbe il primo stadio di una partita molto lunga e ricca di sfide sul fronte scientifico ma non solo. Opportunità si aprono per lo sviluppo locale, per diverse dinamiche della formazione e della divulgazione, e anche per i cittadini, in una terra, la Puglia, dove il tema dell’energia ma anche dell’impatto ambientale è molto sentito.

Ma come valutano la candidatura, e gli scenari che si aprono con una possibile assegnazione al sito di Brindisi, gli accademici locali? Spiega a Wired Mauro De Palma, professore ordinario presso l’Università degli studi di Bari e direttore della Sezione dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) di Bari: “Sulla scelta del sito e sulla candidatura sono positivo e contento, in quanto le ricadute tecnologiche e di risorse sul territorio sarebbero notevoli; inoltre, pur non essendo il mio ambito di interesse, è la via per ottenere energia pulita e che non inquini. Tengo le dita incrociate per la Puglia, anche se bisogna vedere gli altri progetti e guardarsi da altre candidature, come quella di Frascati”. In totale sono nove le candidature, e in campo ci sono anche Abruzzo, Campania, Emilia-Romagna e Toscana congiuntamente, Lazio, Liguria, Piemonte, Puglia e Veneto. Studiosi e ricercatori in Puglia sono pronti per il possibile arrivo del Dtt? “Assolutamente sì. Dal punto di vista teorico il processo di fusione è ben noto; le difficoltà, nel raggiungimento della reazione di fusione sussistono dal punto di vista tecnico. L’humus c’è, le competenze ci sono, e in prospettiva c’è un potenziale sviluppo enorme che porterebbe più persone a studiare e conoscere la materia. È chiaro che se dovesse farsi qui, l’accordo non può che coinvolgere le realtà locali: sono direttore a Bari, ma non posso non ricordare anche la sezione di Lecce. Una ricaduta ci sarebbe anche per noi, al fine di dare il nostro contributo, e si tradurrebbe anche nella spinta a potenziare l’ambito applicativo, di cui ci occupiamo meno. Per il resto, nel campo della fisica, siamo a un livello di eccellenza. Il Data Center ReCaS costituisce un fiore all’occhiello. Secondo l’ultima valutazione, l’Infn di Bari è stato giudicato, nel suo insieme e nelle singole sezioni, al terzo posto tra le venti sezioni italiane. Il nostro bacino di reclutamento è in larga parte pugliese ma abbiamo anche ricercatori di altre regioni, che vincono i concorsi e restano con noi, in un ambiente che a differenza di una generazione fa è decisamente più paritario e dove i ruoli di coordinamento sono ricoperti da colleghe donne”.

Crede che in caso di vittoria pugliese, il pubblico locale sia pronto ad ospitare un sito connesso con la sperimentazione nucleare? “Parlare di nucleare evoca l’energia prodotta dalla fissione, non priva di conseguenze pericolose. Ma qui si parla di fusione, un processo meno rischioso e meno sporco. Bisognerebbe innescare a tempo debito un processo di comunicazione con cui spiegare cosa si intende fare; allora le cose si semplificherebbero molto, evitando strumentalizzazioni e fake news. Eventuali dubbi si combattono con informazioni chiare, precise, promosse da persone che hanno la competenza ma anche l’umiltà giusta per parlarne”.

Gli scenari per studiosi e imprese sembrano stimolanti, una prospettiva di periodo medio-lunga che porterebbe anche a un investimento più forte sulla creazione di specifiche competenze, quelle richieste per gestire un processo così sfidante sul piano tecnologico e scientifico come quello della fusione. Come ci spiega Salvatore Vitale Nuzzo, professore ordinario di fisica e direttore del Dipartimento Interateneo di Fisica, operativo dal 1996 e costituito con un atto siglato tra l’Università degli Studi ed il Politecnico di Bari, “si tratta di un’occasione unica, eccellente per la regione, per la ricerca e dal punto di vista occupazionale. La ricerca di eccellenza in Puglia nell’ambito della fisica delle particelle elementari è nata con la figura di Michelangelo Merlin, a cui il Dipartimento Interateneo è dedicato, e intorno a cui si è sviluppato un nucleo di ricerca che ha assorbito anche docenti e ricercatori dal resto di Italia. Da allora siamo stati sempre in prima fila, dalle sperimentazioni sulle camere a bolle negli anni ’60 fino all’arrivo dei rilevatori con tecniche elettroniche e non visuali. Bari ha partecipato ai più grandi esperimenti, come Alice (A Large Ion Collider Experiment) e Cms (Compact Muon Solenoid)”. Cosa cambierebbe per il Dipartimento con un eventuale arrivo dell’esperimento Dtt in Puglia? ” Sicuramente sarebbe un’occasione anche per rivedere e rinforzare l’area della fisica nucleare all’interno del Dipartimento, magari chiamando docenti dall’esterno, andrebbe ripensata la didattica, la formazione e l’attività di ricerca”.

Molti laureati in fisica dalla Puglia emigrano all’estero, con una formazione che permette loro di lavorare e fare ricerca in altre università di livello globale.
Come ci spiega il professor Nuzzo, “emigrano le eccellenze ma anche quelli che non si laureano con il massimo dei voti, e all’estero vincono subito perché c’è esigenza, c’è richiesta. Il livello però è importante anche rispetto all’estero; come so anche per esperienza personale, la laurea italiana spesso è superiore per qualità, ma poi al dottorato le università estere recuperano. Negli anni la difficoltà degli insegnamenti è cresciuta, anche perché sono aumentate le conoscenze; gli abbandoni, non solo per la nostra facoltà, producono penalizzazioni nel sistema di valutazione ma noi facciamo fisica e non si può allentare il livello. Siamo un Dipartimento di eccellenza: produciamo il 23 per cento del totale delle pubblicazioni con autori stranieri”.


Fonte: WIRED.it

 
 

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