Nucleare: nasce l'alleanza industriale Small Modular Reactor
La fusione nucleare è considerata una prospettiva di grande rilievo e l’Italia è leader in questo campo a livello scientifico, tecnologico e industriale con numerosi organismi di ricerca, università e un gruppo di aziende di punta, in grado di produrre materiali e componenti altamente innovative.
In questo contesto si inserisce il progetto DTT (acronimo di Divertor Tokamak Test), una complessa infrastruttura strategica di ricerca ideata da ENEA che ha l’obiettivo di dare risposte ad alcuni dei nodi più complessi sul cammino della fusione.
Il ruolo della Regione Lazio nel progetto DTT
La Regione Lazio ha fornito un contributo rilevante al progetto DTT. Questa partecipazione ha avuto inizio nel 2017, quando la Regione ha deciso di rispondere al bando ENEA rivolto agli enti territoriali che si rendessero disponibili a mettere a disposizione un sito e garantissero non solo il finanziamento di una parte di progetto ma anche la realizzazione delle infrastrutture necessarie.
Una volta vinto il progetto, a seguito di un processo di valutazione comparativa che ha coinvolto complessivamente nove regioni italiane, nel 2019 la Regione Lazio ha contribuito alla realizzazione di DTT con un investimento iniziale di 25 milioni di euro a valere sul POR FESR 2014-2020 e con un successivo finanziamento regionale di 41,5 milioni di euro.
Queste risorse dimostrano l’attenzione che la Regione ha riposto in questo progetto di ricerca di caratura internazionale, consapevole del grande valore scientifico che DTT ha e avrà in futuro sul territorio ma anche del grande prestigio e delle rilevanti ricadute a livello occupazionale.
A tal proposito, il turn-over dei ricercatori e gli stage che verranno offerti presso questa infrastruttura garantiranno un rafforzamento del contatto internazionale con gli altri componenti della ricerca e l’incremento delle attività lavorative sul territorio. Si pensa, infatti, che l’iniziativa possa dare luogo ad un indotto occupazionale nella zona che andrebbe a garantire un aumento degli impieghi delle forze lavoro calcolato in 1500 unità lavorative garantite da questa infrastruttura di ricerca.
Nucleare: nel Lazio il DTT realizzato grazie, soprattutto, ai fondi UE
DTT, le sfide della ricerca sul nucleare
Per comprendere fino in fondo il motivo di questo particolare interesse e impegno da parte della Regione Lazio nel progetto DTT è necessario fare un passo indietro ed analizzare i vantaggi dell’energia nucleare da fusione.
L’obiettivo della fusione è quello di riprodurre sulla terra lo stesso meccanismo che ‘accende’ gli astri per ottenere energia rinnovabile e inesauribile, in modo intrinsecamente sicuro.
Attualmente per produrre questa ‘energia delle stelle’, la ricerca scientifica utilizza una macchina denominata tokamak, una configurazione di forma toroidale caratterizzata da un involucro cavo con all’interno una ‘camera di reazione’ rivestita da un mantello costituito da contenitori di litio.
La reazione di fusione viene riprodotta all’interno di questa struttura ‘a ciambella’ utilizzando il litio presente nel rivestimento, il deuterio, una forma di idrogeno di cui è ricca l'acqua di mare e il trizio, generato direttamente all’interno del tokamak, in un ciclo chiuso.
Concretamente, deuterio e trizio vengono immessi nella camera di reazione e portati a temperature di 200 milioni di gradi, oltre dieci volte l’interno del Sole, trasformandosi in un composto di particelle cariche separate, nuclei ed elettroni, ovvero in plasma.
Per evitare che le particelle di plasma si muovano disordinatamente, danneggiando le pareti e perdendo energia preziosa, intorno alla camera di reazione del tokamak vengono collocati grandi magneti che hanno il compito di produrre campi magnetici in grado di ‘confinare’ il plasma.
Il passaggio dalla reazione di fusione alla produzione di energia elettrica avviene attraverso i neutroni generati dall’unione fra il deuterio e il trizio: l’energia dei neutroni viene depositata all’interno del mantello della camera di reazione dove viene trasformata in vapore che alimenta una gigantesca turbina per produrre energia elettrica.
Durante il processo di fusione, una parte della potenza rilasciata dalle reazioni viene trasportata verso un componente – il divertore – da cui viene estratta. A causa dell’elevato flusso di calore a cui è sottoposta, questa specifica componente è una delle più critiche di un impianto di fusione. Per questo motivo gli sforzi del progetto DTT si concentrano sulla progettazione e lo sviluppo di un divertore con caratteristiche e configurazioni ottimali.
Fusione nucleare: DTT, ITER e DEMO
Facendo un focus proprio sul divertore, sappiamo che una soluzione per quello di ITER (il primo reattore sperimentale costruito per generare 500 MegaWatt di potenza di fusione) è stata già sviluppata, tuttavia il flusso di calore rilasciato in un impianto di potenza sarà molto maggiore di quello in ITER, per cui la soluzione usata potrebbe non essere adeguata.
Per questo motivo, il progetto DTT ha come scopo quello di studiare soluzioni innovative per l’estrazione, mediante divertore, della potenza generata dalla fusione con flussi di calore paragonabili a quelli di un impianto di potenza.
Su DTT verranno integrate tutte le tecnologie più avanzate, quali quelle dei magneti superconduttori e dei componenti ad alto flusso di potenza per il divertore. DTT produrrà le condizioni del plasma di DEMO (il primo impianto di potenza ad immettere in rete energia elettrica da fusione) in impulsi di durata di circa 100 secondi per studiare una varietà di configurazioni diverse di divertori e materiali innovativi come ad esempio i metalli liquidi. Per riprodurre gli elevati flussi di calore richiesti sul divertore, DTT userà sistemi di riscaldamento che immetteranno nel plasma fino a 45 MegaWatt di potenza.
Attualmente questa facility sperimentale è in via di realizzazione presso il Centro di Ricerca ENEA di Frascati da parte della società consortile DTT S.c.a r.l., che comprende le principali istituzioni di ricerca scientifica pubblica italiane, i consorzi di ricerca impegnati sulla fusione, alcune prestigiose università e la più importante società energetica italiana.
DTT, le ricadute economiche del progetto
La collaborazione pubblico-privato è strategica per il successo della fusione: il raggiungimento dell’obiettivo della fusione richiede, infatti, un salto qualitativo nel modello di organizzazione che metta insieme enti di ricerca e industrie del settore energia. DTT è un ottimo esempio di sviluppo della collaborazione pubblico-privato in Italia.
Il DTT ha un costo di investimento di oltre 600 milioni di euro sono garantiti da ENEA attraverso specifiche convenzioni con MUR, MASE, Regione Lazio e il Consorzio EUROFusion. Di questi, 250 milioni, rappresentano un prestito BEI, che lo ha inserito tra i Progetti strategici.
Con ricadute economiche stimate in 2 miliardi di euro, intorno al DTT nascerà una vera e propria cittadella internazionale della ricerca, aperta a ricercatori e scienziati di tutto il mondo. Ad oggi hanno superato quota 150 milioni di euro le gare vinte per la realizzazione DTT e ammontano a 53 milioni di euro le gare in fase di aggiudicazione.
Dai componenti alla rete elettrica, gli investimenti della Regione Lazio in DTT
Come già anticipato, ad oggi la Regione Lazio ha investito un budget complessivo pari a66,5 milioni di euro nel progetto DTT.
Di queste risorse una quota pari a 25 milioni di euro a valere sul POR FESR della precedente programmazione è stato messo a disposizione per l’acquisto di particolari conduttori. In particolare, l’investimento è servito ad ottenere i materiali necessari all’assemblaggio delle bobine toroidali e poloidali che con la loro rotazione inducono il magnetismo, trattenendo il plasma nel tokamak.
I restanti 41,5 milioni di euro sono stati messi a disposizione dalla Regione Lazio con un finanziamento regionale al fine di garantire l’infrastruttura di servizio. Nel dettaglio, questi fondi vengono utilizzati per due interventi: il primo è relativo alla connessione del Centro di Ricerca ENEA di Frascati alla rete di trasmissione nazionale per alimentare l’impianto di consumo funzionale alla realizzazione del Divertor Tokamak Test. L’azione, autorizzata a gennaio dello scorso anno dal Ministero dell'Ambiente e della Sicurezza Energetica, prevede la realizzazione di tre nuovi elettrodotti a 150 kV in cavo completamente interrato per un totale di circa 40 km.
Il secondo asse, invece, è relativo alla realizzazione di una rete di collegamento che va dalla stazione elettrica di ENEA all’Area DTT, che in futuro vedrà la costruzione di ben 150.00mc di nuovi edifici e il riadattamento di 10.000mq di edifici esistenti.
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