Prima di procedere
La strada verso la realizzazione di un reattore a fusione funzionante è costellata di sfide ingegneristiche e scientifiche. Creare un reattore a fusione è un'impresa complessa, ma ottenere energia elettrica utilizzabile da esso è un compito ancora più arduo. Progetti ambiziosi come ITER, pur puntando a un guadagno netto di energia, non sono progettati per produrre elettricità. Il compito di generare elettricità è affidato al successivo progetto internazionale, DEMO, i cui tempi di realizzazione rimangono incerti.
Una possibile soluzione per accelerare la commercializzazione della fusione nucleare risiede nell'integrazione con una tecnologia già esistente: le batterie atomiche. Queste, sviluppate da oltre mezzo secolo, sfruttano diversi principi per estrarre energia dai processi di decadimento nucleare, come la conversione del calore o l'utilizzo di processi alfa- e beta-voltaici. A differenza delle batterie atomiche, i reattori a fusione generano energia attraverso la fusione di nuclei leggeri in nuclei più pesanti, come la fusione di nuclei di idrogeno in nuclei di elio.
Tuttavia, le reazioni di fusione possono in alcuni casi produrre anche particelle alfa. Ed è qui che le batterie atomiche possono giocare un ruolo cruciale. Similmente ai pannelli solari che catturano i fotoni, le batterie atomiche potrebbero essere progettate per catturare le particelle alfa (nuclei di elio-4) emesse durante la fusione, convertendole direttamente in elettricità attraverso un processo simile a quello delle celle fotovoltaiche.
La società Avalanche Energy si è assunta l'impegno di sviluppare tali "foto-pannelli" o "foto-involucri" per la cattura delle particelle alfa nei reattori a fusione. L'azienda sta già lavorando, tramite un contratto con il Pentagono, su reattori a fusione compatti che potrebbero essere dotati di questo sistema per l'estrazione diretta di elettricità. Questo approccio eliminerebbe la necessità di sistemi complessi e ingombranti per la conversione dell'energia, come la produzione di vapore per alimentare turbine, attualmente il metodo più diffuso. L'integrazione di queste soluzioni potrebbe aumentare significativamente l'efficienza dei reattori a fusione, rendendo commercialmente vantaggiose anche le configurazioni con un modesto guadagno netto di energia.
Recentemente, Avalanche Energy ha siglato un nuovo contratto da 5,2 milioni di dollari con DARPA per lo sviluppo di queste tecnologie. Ulteriori finanziamenti, pari a 1,25 milioni di dollari, sono stati ottenuti da AFWERX (un'unità dell'Aeronautica Militare degli Stati Uniti) per la creazione di modelli digitali che accelerino lo sviluppo di materiali avanzati. Nel 2022, Avalanche Energy ha inoltre firmato un contratto con il Dipartimento dell'Innovazione della Difesa degli Stati Uniti (DIU) per sviluppare un motore nucleare compatto per veicoli spaziali, con un prototipo previsto per il 2027. Questo progetto, sebbene distinto dalla fusione, testimonia l'impegno dell'azienda nell'innovazione nel campo dell'energia nucleare.
La combinazione di tecnologie consolidate come le batterie atomiche con l'avanzata ricerca sulla fusione nucleare apre nuove prospettive per un futuro energetico più pulito e sostenibile. L'approccio di Avalanche Energy, che punta a semplificare l'estrazione di energia dai reattori a fusione, potrebbe rappresentare una svolta decisiva per rendere questa promettente fonte di energia una realtà concreta nel prossimo futuro.
