Immagine copertina generata con l’intelligenza artificiale
La fusione nucleare potrebbe avvicinarsi a una nuova fase di sviluppo grazie a un dispositivo dalle dimensioni insolitamente ridotte. Cambridge Heavy Industries, startup con sede a Cambridge, nel Massachusetts, sta lavorando in modo riservato a un reattore sperimentale alimentato da laser, abbastanza piccolo da poter essere collocato su un tavolo da laboratorio. L’obiettivo è utilizzare questa tecnologia per accelerare la ricerca e, nel lungo periodo, arrivare alla costruzione di una centrale elettrica a fusione.
Come riportato da TechCrunch, l’azienda ha raccolto 6,2 milioni di dollari in un round di finanziamento seed, guidato da Azolla Ventures, con la partecipazione di Overlay, Neta Foundation, P3A, MassCEC e della famiglia Rothrock.
Cambridge Heavy Industries punta sulla fusione laser
La startup opera in modalità riservata in un piccolo laboratorio vicino al Massachusetts Institute of Technology (MIT). Il suo amministratore delegato e cofondatore, Yun Kai, ha mostrato a TechCrunch alcuni elementi ottici del dispositivo, spiegando la scelta di sviluppare un reattore modulare e compatto.
Le dimensioni ridotte consentono di sperimentare più rapidamente e modificare il progetto con maggiore agilità. Secondo Kai, il sistema potrebbe permettere di effettuare da 50 a 80 esperimenti al giorno, generando dati da utilizzare nelle simulazioni. Queste ultime saranno supportate dall’intelligenza artificiale, con l’obiettivo di ottimizzare progressivamente il design del reattore.
La miniaturizzazione, quindi, non rappresenta soltanto una caratteristica fisica del prototipo, ma anche un modo per rendere più veloce il processo di ricerca e sviluppo.
Come funziona il dispositivo di fusione nucleare
Il sistema di Cambridge Heavy Industries utilizza i laser per comprimere un bersaglio contenente combustibile. Il principio richiama quello dell’esperimento che ha dimostrato la possibilità di ottenere, attraverso reazioni di fusione controllata, più energia di quella consumata dal processo. La startup, tuttavia, punta a ridurre il numero di laser necessari per innescare la fusione rispetto ad altri progetti basati sul confinamento inerziale.
Il dispositivo impiega due laser principali. Uno viene suddiviso in diversi fasci luminosi, disposti in anelli concentrici, che colpiscono il bersaglio circolare e piatto in successione, procedendo dall’esterno verso l’interno.
Il primo impulso genera un’onda di compressione che avanza verso il centro del bersaglio. Gli impulsi successivi sono sincronizzati per rafforzare l’onda e aumentare ulteriormente la compressione. Quando l’onda d’urto raggiunge la parte centrale, interviene un laser che produce calore e genera un campo magnetico. Con condizioni sufficienti di pressione e temperatura, può verificarsi la fusione.
Secondo Kai, il progetto mira a ottenere pressioni elevate utilizzando una potenza laser relativamente contenuta.
Dalla ricerca del MIT alla tecnologia per la fusione
L’idea alla base del dispositivo è nata nel laboratorio di Keith Nelson, chimico del MIT. Inizialmente, i ricercatori utilizzavano impulsi laser per studiare il comportamento dei materiali in condizioni estreme. Aumentando progressivamente le pressioni raggiunte, si sono avvicinati a condizioni compatibili con la fusione nucleare.
Da questa ricerca è emersa la possibilità di sviluppare un sistema differente rispetto alle grandi installazioni che caratterizzano molti progetti del settore. La strategia di Cambridge Heavy Industries consiste nel sfruttare la struttura compatta per condurre esperimenti frequenti e raccogliere dati utili a perfezionare la tecnologia.
Una centrale elettrica entro circa dieci anni
Il progetto a lungo termine prevede di trasformare il concetto sperimentale in una vera centrale elettrica a fusione. La startup stima un orizzonte di circa dieci anni per sviluppare l’impianto, che dovrà necessariamente essere più grande del prototipo da laboratorio.
Secondo le indicazioni fornite da Kai, la futura struttura potrebbe occupare una superficie paragonabile a quella di due campi da basket. Sarebbe quindi più grande del dispositivo attuale, ma comunque meno estesa rispetto ad altri impianti a fusione.
Resta da verificare se questa architettura sarà in grado di produrre energia sufficiente a sostenere il funzionamento di una centrale. Il passaggio dal prototipo alla generazione elettrica rappresenta infatti una delle principali sfide ancora da affrontare.
Il trizio come possibile fonte di ricavi
Prima di arrivare alla centrale, Cambridge Heavy Industries intende utilizzare i dispositivi più piccoli per produrre trizio, un isotopo raro dell’idrogeno destinato ad alimentare numerosi progetti di fusione attualmente in sviluppo.
Il trizio viene scambiato a circa 30.000 dollari al grammo. Sebbene una centrale possa averne bisogno soltanto di pochi grammi all’anno, la disponibilità complessiva è estremamente limitata: secondo i dati citati da TechCrunch, oggi ne esistono circa 40 chilogrammi.
Uno studio recente stima che, senza nuove fonti di approvvigionamento, nel 2054 il settore della fusione potrebbe registrare una carenza di circa 28 chilogrammi, equivalenti a 840 milioni di doll
Fonte: TechCrunch
