Trasformare l’energia da fusione in qualcosa di tangibile è una delle grandi sfide tecnologiche. È facile parlare di fusione come della soluzione definitiva ai problemi energetici. Eppure, molto più difficile è farla funzionare nel mondo reale. Ogni passo avanti porta con sé una serie di ostacoli pratici, spesso brutali nella loro semplicità. Uno di questi è il calore. O meglio: come sopravvivere a un calore che non ha paragoni in nessun altro impianto industriale esistente. All’interno di un reattore a fusione le condizioni sono estreme al punto da sembrare quasi ostili per definizione. Le temperature superano i 3.000 gradi e i campi magnetici, indispensabili per tenere sotto controllo il plasma, sono così potenti da mettere fuori gioco molte soluzioni considerate affidabili in altri contesti. In un ambiente del genere, ogni materiale è portato al limite.
Energia da fusione: ecco le recenti scoperte
Con tali premesse, non sorprende quindi che da anni ingegneri e ricercatori guardino con interesse a una combinazione ben precisa: tungsteno e rame. Il primo è uno dei pochi metalli in grado di resistere a temperature elevatissime senza cedere. Il secondo è perfetto per allontanare rapidamente il calore in eccesso. Il problema è che, quando si passa dalla teoria alla pratica, tali due metalli si rivelano difficili da far convivere.
Unirli in modo stabile è sempre stato complicato. Le differenze nelle loro proprietà fisiche creano tensioni interne che, con il tempo, portano a crepe e rotture. Ed è proprio da tale nodo irrisolto che il Regno Unito ha deciso di ripartire, inserendo la questione dei materiali al centro della propria strategia sulla fusione. L’obiettivo è arrivare ad accendere un prototipo di centrale a fusione entro il 2040. Ma per riuscirci serve prima risolvere problemi molto concreti, come quello di costruire componenti capaci di durare nel tempo.
In tale contesto nasce DIADEM, un nuovo polo di ricerca che punta a cambiare approccio. DIADEM è uno degli elementi chiave del programma STEP, la strategia nazionale con cui il Regno Unito vuole spingere la fusione verso una dimensione industriale. Il progetto è coordinato dal Centre for Additive Manufacturing della University of Nottingham. Si basa su tecniche avanzate di stampa 3D multi-materiale. Invece di tentare un’unione forzata tra rame e tungsteno, i ricercatori stanno sperimentando una costruzione graduale, strato dopo strato. In cui il passaggio da un metallo all’altro avviene in modo progressivo. Così facendo si riducono le sollecitazioni interne e si aumenta la resistenza dei componenti nelle zone più critiche del reattore.