Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) ha appena annunciato un finanziamento di $42 milioni per un programma che promette di rivoluzionare il settore energetico. La notizia riguarda l'avvio di centri di ricerca multi-istituzionali e multi-disciplinari mirati a promuovere la scienza e la tecnologia della fusione inerziale (IFE), un'innovativa fonte di energia basata sulla replicazione dei processi che avvengono nel cuore del sole.
Il programma, noto come Inertial Fusion Energy Science and Technology Accelerated Research (IFE-STAR), vedrà la leadership di tre istituzioni di spicco: l'Università di Rochester, la Colorado State University e il Lawrence Livermore National Laboratory. Quest'ultimo è celebre per aver raggiunto l'ignizione della fusione lo scorso anno, dimostrando che è possibile generare energia da questo processo rivoluzionario.
Fusioni Possibili, Energie Pulite: Un Investimento Strategico
"Harnessing fusion energy is one of the greatest scientific and technological challenges of the 21st Century," afferma la segretaria dell'Energia degli Stati Uniti, Jennifer M. Granholm. "We now have the confidence that it’s not only possible, but probable, that fusion energy can be a reality. The scientists in these hubs will be the vanguard of game-changing and planet-saving breakthroughs."
Il programma mira a dimostrare la fattibilità di ottenere energia dalla fusione, proponendosi come soluzione affidabile, sostenibile e a basso impatto ambientale. Il presidente Biden ha posto l'ambizioso obiettivo di dimostrare la fattibilità di diversi tipi di impianti di fusione entro 10 anni, in linea con gli sforzi dell'amministrazione per affrontare le sfide climatiche ed energetiche globali.
Un Salto nella Scienza e nella Diversità
I progetti sostenuti da IFE-STAR non si limiteranno solo all'aspetto scientifico, ma abbracceranno anche la diversità e l'inclusione. La creazione di una forza lavoro diversificata sarà al centro degli sforzi, promuovendo una collaborazione aperta e multiculturale.
Un Passo Avanti per la Sicurezza Energetica Globale
Il successo del Lawrence Livermore National Laboratory's National Ignition Facility nel raggiungere il pareggio scientifico nel dicembre 2022 ha attirato l'attenzione globale sulla fusione inerziale. I ricercatori hanno dimostrato che l'energia generata dalla fusione supera l'energia utilizzata per guidarla, un risultato ripetuto con successo tre volte.
I progetti di IFE-STAR intendono approfondire questi successi, affrontando le opportunità di ricerca prioritarie e i gap scientifici e tecnologici comuni. A differenza della fusione a confinamento magnetico, l'IFE sarà pulsante e mira a sviluppare la scienza e la tecnologia necessarie per passare da esperimenti a basso guadagno a alta frequenza a esperimenti ad alto guadagno e alta frequenza, essenziali per un impianto pilota IFE.
Una Rete Globale di Eccellenza
I progetti selezionati sfrutteranno le competenze, le diagnosi e le strutture di primo piano esistenti grazie agli investimenti del DOE e dell'Amministrazione Nazionale per la Sicurezza Nucleare. Inoltre, IFE-STAR espanderà significativamente la ricerca IFE finanziata congiuntamente da ARPA-E e l'Ufficio della Scienza del DOE a partire dal 2020 nell'ambito del programma ARPA-E Breakthroughs Enabling Thermonuclear-fusion Energy.
Scienze dell'Energia da Fusione (FES): Un Viaggio verso una Fonte di Energia Rivoluzionaria
La ricerca nell'ambito delle Scienze dell'Energia da Fusione (FES) abbraccia la sfida di portare sulla Terra il potere energetico di una stella, tutto a beneficio dell'umanità. La promessa è enorme: un sistema energetico il cui combustibile è ottenuto dall'acqua di mare e dalle abbondanti scorte di litio presenti sulla terra, con una radioattività risultante modesta e che produce zero emissioni di carbonio nell'atmosfera. Questa ricerca rappresenta uno dei programmi di ricerca scientifica e sviluppo più impegnativi mai intrapresi. Grazie al sostegno di FES, una forza lavoro scientifica e ingegneristica devota, esperta e innovativa ha ottenuto progressi significativi nel campo dell'energia da fusione dai primi esperimenti di fusione oltre sessant'anni fa. Di conseguenza, ci troviamo sull'orlo di una nuova era nella scienza della fusione, durante la quale i ricercatori affronteranno test fondamentali sulla praticabilità dell'energia da fusione. La creazione di una comprensione scientifica approfondita dei requisiti per sfruttare e ottimizzare questo processo sulla Terra è critica, e i progressi finora compiuti sono stati drammatici.
La scienza che sta alla base di gran parte della ricerca sull'energia da fusione è la fisica dei plasmi. I plasmi, lo stato della materia in cui elettroni e nuclei atomici costituiscono un insieme di ioni ed elettroni in grado di condurre correnti e rispondere a campi elettrici e magnetici, sono caldi abbastanza da far sì che gli elettroni vengano liberati dai nuclei atomici. La scienza dei plasmi è elegante, estesa e di grande impatto. Comprendendo oltre il 99% dell'universo visibile, i plasmi sono onnipresenti. Lo stato della materia presente nel nucleo, nella corona e nelle eruzioni solari del sole è un plasma. La dinamica dei plasmi è al centro della straordinaria formazione di getti galattici e dell'accrezione di materiale stellare intorno ai buchi neri. Sulla Terra è la sostanza delle saette e delle fiamme. La fisica dei plasmi descrive i processi che danno origine all'aurora boreale che illumina delicatamente i cieli notturni del nord e del sud. Applicazioni pratiche dei plasmi si trovano in varie forme di illuminazione, nella produzione di semiconduttori e, naturalmente, nei televisori al plasma.
FES ha quattro obiettivi strategici:
- Far progredire la scienza fondamentale dei plasmi confinati magneticamente per sviluppare la capacità predittiva necessaria per una fonte sostenibile di energia da fusione;
- Sostenere lo sviluppo della comprensione scientifica necessaria per progettare e implementare i materiali necessari per sostenere un ambiente di fusione;
- Perseguire opportunità scientifiche e grandi sfide nella scienza del plasma ad alta densità energetica per comprendere meglio il nostro universo, migliorare la sicurezza nazionale e la competitività economica;
- Aumentare la comprensione fondamentale della scienza dei plasmi di base, compresi sia i plasmi da fusione che la scienza e l'ingegneria dei plasmi a bassa temperatura, per migliorare la competitività economica e creare opportunità per un'ampia gamma di applicazioni basate sulla scienza.
Attraverso questi obiettivi, #FES sta guidando la strada verso una nuova era energetica, dove la fusione nucleare potrebbe diventare una realtà pratica e sostenibile per il futuro dell'umanità.
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Fonti e riferimenti: Le informazioni fornite nell'articolo sono basate sull'annuncio ufficiale del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.
Ulteriori dettagli e aggiornamenti possono essere trovati sulla homepage di Fusion Energy Sciences dell'Ufficio della Scienza:
