Nel cuore del Sole, a temperature di oltre 15 milioni di gradi, nuclei di idrogeno si fondono continuamente per formare elio, liberando l’energia che illumina e riscalda il nostro pianeta da miliardi di anni. Replicare questo processo sulla Terra rappresenta una delle sfide scientifiche più ambiziose dell’umanità, con la promessa di energia pulita, praticamente illimitata e senza le scorie radioattive della fissione nucleare.

La fusione nucleare richiede temperature ancora più estreme di quelle solari (oltre 100 milioni di gradi) per superare la repulsione elettrica tra i nuclei e farli fondere. Negli ultimi mesi, una serie di risultati senza precedenti ha riacceso l’entusiasmo per questa tecnologia, dai record energetici ai finanziamenti miliardari che puntano a trasformare la fantascienza in realtà industriale.

Come funziona

Il combustibile della fusione è costituito principalmente da deuterio e trizio, due isotopi dell’idrogeno: il primo si trova abbondantemente nell’acqua di mare, il secondo viene prodotto dalla reazione stessa. A temperature estreme, questi elementi formano un plasma, cioè un gas ionizzato, che deve essere confinato senza toccare le pareti del reattore (altrimenti si fonderebbero istantaneamente).

I due approcci principali sono il confinamento magnetico, che utilizza potenti campi elettromagnetici per “imprigionare” il plasma in strutture toroidali come tokamak e stellarator, e il confinamento inerziale, che comprime il combustibile con laser ultrapotenti. Entrambe le tecnologie mirano allo stesso obiettivo: raggiungere il “punto di pareggio“, dove l’energia prodotta dalla fusione supera quella necessaria per avviare e mantenere la reazione.

Una timeline realistica: cosa aspettarsi e quando

Tecnologia a prova di bomba

I vantaggi della fusione nucleare sono rivoluzionari rispetto a qualsiasi altra fonte energetica attualmente disponibile. Il deuterio estratto da un litro d’acqua di mare potrebbe fornire l’energia equivalente a 300 litri di benzina, rendendo il combustibile praticamente inesauribile e svincolando il mondo dalle dipendenze geopolitiche per l’approvvigionamento energetico. La fusione non produce gas serra né scorie radioattive a lungo termine: i prodotti della reazione sono elio e neutroni, mentre i materiali strutturali diventano leggermente radioattivi ma per tempi molto più brevi rispetto alla fissione.

Inoltre, e questo è importantissimo, la reazione è intrinsecamente sicura: qualsiasi perturbazione del delicato equilibrio del plasma provoca lo spegnimento immediato del processo, eliminando il rischio di incidenti catastrofici.

Le sfide tecniche rimangono tuttavia formidabili e spiegano perché la fusione commerciale sia sempre stata “a trent’anni di distanza” per oltre mezzo secolo. I materiali devono resistere a flussi di neutroni ad alta energia che modificano la struttura atomica, causando rigonfiamenti e fragilità nei componenti del reattore. Il trizio, elemento radioattivo con emivita di 12 anni, deve essere prodotto, purificato e gestito in sicurezza all’interno dell’impianto stesso. I costi di costruzione sono astronomici: ITER, il progetto internazionale più avanzato, costa oltre 20 miliardi di euro e ha accumulato anni di ritardi. La complessità ingegneristica di questi impianti supera quella di qualsiasi altra tecnologia mai sviluppata dall’umanità.

I progressi che cambiano tutto

Gli ultimi anni hanno segnato una svolta decisiva nella credibilità scientifica della fusione. Nel 2023, il tokamak europeo JET ha stabilito un record mondiale producendo 69 megajoule di energia in cinque secondi utilizzando appena 0,2 milligrammi di combustibile deuterio-trizio. Il Lawrence Livermore National Laboratory in California ha annunciato di aver generato per la prima volta più energia da fusione di quanta ne fosse necessaria per avviare la reazione attraverso il confinamento inerziale.

In Asia l’Istituto coreano per l’energia da fusione nucleare, il KFE (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) ha acceso un “Sole artificiale”: il reattore KSTAR ha raggiunto una temperatura di 100 milioni di gradi Celsius per 48 secondi. In Germania, lo stellarator Wendelstein 7-X ha dimostrato la stabilità superiore di questa configurazione magnetica rispetto ai tokamak tradizionali. Gli investimenti globali nella fusione hanno raggiunto 7,3 miliardi di dollari nel 2024, con oltre 50 paesi coinvolti nella ricerca e startup private che promettono risultati commerciali entro il decennio.

La corsa tecnologica vede protagonisti sia megaprogetti internazionali che aziende private con approcci innovativi. ITER, il gigantesco tokamak in costruzione in Francia, dovrebbe iniziare gli esperimenti con deuterio-trizio nel 2039, ma ha subito continui slittamenti temporali e aumento dei costi.

Commonwealth Fusion Systems negli Stati Uniti promette di raggiungere l’energia netta con il suo reattore SPARC entro il 2027, utilizzando superconduttori ad alta temperatura per ridurre drasticamente le dimensioni dell’impianto. Proxima Fusion in Europa punta sugli stellarator per costruire la prima centrale commerciale entro il 2031. La Cina sta sviluppando reattori sperimentali sempre più potenti, mentre il Giappone collabora strettamente con l’Europa per progetti di nuova generazione.

La competizione non è solo tra nazioni ma anche tra filosofie tecnologiche radicalmente diverse. I tokamak, maturi ma instabili, si confrontano con gli stellarator, più complessi ma intrinsecamente stabili per il funzionamento continuo. Il confinamento magnetico compete con quello inerziale, che ha già dimostrato il guadagno energetico ma richiede laser di potenza estrema. I superconduttori ad alta temperatura critica stanno rivoluzionando il settore, permettendo campi magnetici più intensi con reattori più compatti ed economici. L’intelligenza artificiale accelera la progettazione dei materiali e il controllo del plasma, mentre la simulazione computazionale avanzata riduce i tempi di sviluppo.

Il grande equivoco dell’Energia netta nella fusione

Il futuro dell’energia planetaria

Le previsioni più ottimistiche collocano le prime dimostrazioni di energia netta sostenibile negli anni 2030, seguite dai prototipi di centrali commerciali nel decennio successivo. L’inserimento significativo della fusione nel mix energetico globale è realisticamente atteso non prima della metà del secolo, quando potrebbero coesistere diverse generazioni tecnologiche. La fusione non sostituirà immediatamente le fonti rinnovabili ma le affiancherà per garantire energia di base continua, indipendente dalle condizioni meteorologiche. Il successo commerciale dipenderà dalla competitività economica con il solare e l’eolico, che continuano a ridurre drasticamente i propri costi, e dalla capacità di costruire e gestire impianti complessi su scala industriale.

La posta in gioco trascende la mera questione energetica: la fusione potrebbe ridisegnare completamente la geopolitica mondiale, liberando l’umanità dalla dipendenza dai combustibili fossili e democratizzando l’accesso all’energia. Paesi senza risorse naturali potrebbero diventare potenze energetiche, mentre le attuali petromonarchie dovrebbero reinventare le proprie economie.

E comunque, tutto questo serve già a qualcosa. Infatti, anche se la fusione commerciale dovesse rivelarsi più difficile del previsto, la ricerca sta già producendo innovazioni rivoluzionarie nei superconduttori, nell’intelligenza artificiale e nella scienza dei materiali. Dopo settant’anni di promesse mancate, i progressi degli ultimi anni suggeriscono che la fusione nucleare non è più una questione di “se” ma di “quando” diventerà realtà, con conseguenze che trasformeranno definitivamente il futuro energetico del pianeta.