Giornata di presentazione del Progetto ITER all’Industria italiana Associazione Euratom-ENEA sulla fusione Giornata di presentazione del Progetto ITER all’Industria italiana Paola Batistoni Responsabile Nucleo di Agenzia ENEA - Dipartimento Fusione, Tecnologie e Presidio Nucleare Villa Tuscolana, Frascati, 19 gennaio 2007 Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

rispettosa dell’ambiente sicura ed economicamente competitiva Associazione Euratom-ENEA sulla fusione Fusione : Perché? La ricerca sulla fusione nucleare è condotta in quasi tutto il mondo con l’obiettivo di rendere disponibile una fonte di energia inesauribile rispettosa dell’ambiente sicura ed economicamente competitiva cioè di fornire una risorsa necessaria al sistema economico e sociale. Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

La fusione: un importante contributo per soddisfare la crescente domanda di energia per ridurre le emissioni di gas serra per migliorare la sicurezza dell’approvvigionamento energetico Domanda di energia primaria nel mondo Emissioni di CO2 nel mondo (IEA Energy Outlook 2004) Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

Il bilancio energetico in UE-30(*) ~70% del consumo Il problema dell’approvvigionamento è particolarmente critico per l’Europa che, notoriamente, non è ricca di fonti energetiche proprie. L’Unione europea è de facto molto dipendente dall’approvvigionamento esterno. Essa importa oggi il 50 % del suo fabbisogno e questa percentuale sfiorerà il 70 % nel 2030, con una dipendenza più marcata per gli idrocarburi se le tendenze attuali continuano. Gli effetti di questa dipendenza sono ormai cronaca quotidiana. Essa rappresenta, nel 1999, 240 miliardi di euro, ossia il 6 % delle importazioni totali e l’1,2 % del PIL. La sicurezza energetica deve mirare a garantire, per il benessere dei cittadini e il buon funzionamento dell’economia, la disponibilità fisica e continua dei prodotti energetici sul mercato ad un prezzo accessibile a tutti i consumatori (privati e industriali), nella prospettiva di uno sviluppo sostenibile. Per il petrolio, potrebbe rappresentare il 90 %, per il gas il 70 % e per il carbone addirittura il 100 %. Per questi motivi, tutto il mondo, e in particolare l’Europa, ripongono molta fiducia e impegno nella ricerca sulla fusione La produzione interna diminuisce per il declino delle risorse interne (petrolio) e per la diminuzione del nucleare A titolo di confronto, gli Stati Uniti importano il 24 % del loro fabbisogno energetico e il Giappone l’80 %. EU-30=EU-27 + Croazia, Macedonia, Turchia (*) Commissione europea – Libro verde: Verso una strategia europea di sicurezza dell’approvvigionamento energetico (2001) Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

Che cos’è la fusione? E’ una reazione nucleare Associazione Euratom-ENEA sulla fusione Che cos’è la fusione? E’ una reazione nucleare in cui due nuclei leggeri (idrogeno) si fondono dando origine ad un nucleo più pesante (elio) con conseguente rilascio di energia alimenta il sole e tutte le stelle è la reazione opposta alla fissione fusione fissione Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

D + T  4He + n Il combustibile: deuterio, litio Associazione Euratom-ENEA sulla fusione Il combustibile: deuterio, litio Deuterio : 1 g in 39 litri di acqua D + T  4He + n Trizio: isotopo a vita breve (t1/2~12 anni) prodotto in ciclo chiuso nel reattore Litio : molto abbondante nelle rocce, oceani, acque minerali n + 6Li → 4He + T Prodotto finale: elio Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

Per ottenere la fusione occorre: Associazione Euratom-ENEA sulla fusione Per ottenere la fusione occorre: riscaldare il gas di deuterio-trizio a 150-200 milioni di °C mantenerlo in un’opportuna configurazione di equilibrio evitarne il contatto con le pareti della camera di reazione Confinamento magnetico (→ ITER) Il gas  è confinato in una camera a forma di ciambella mediante intensi campi magnetici prodotti da bobine magnetiche avvolte intorno alla camera stessa ITER appartiene alla linea del confinamento magnetico Sottolineare che si tratta del punto di arrivo di molti esperimenti condotti negli ultimi decenni ITER: camera da vuoto, bobine del campo magnetico toroidale e polodale Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

Quali sono i vantaggi della fusione? Associazione Euratom-ENEA sulla fusione Quali sono i vantaggi della fusione? Combustibili : estremamente abbondanti (D, Li), economici e facili da estrarre, geograficamente distribuiti in modo omogeneo Ambiente : nessuna emissione di gas a effetto serra, nessun impatto dovuto all’estrazione dei combustibili Sicurezza : intrinseca Rifiuti : nessuna produzione di ceneri radioattive, produzione di materiali strutturali attivati che richiedono depositi superficiali per ~100 anni Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

Il programma europeo sulla Fusione Associazione Euratom-ENEA sulla fusione Il programma europeo sulla Fusione Obiettivo: “… la realizzazione comune di prototipi di reattori per impianti di potenza in grado di soddisfare i requisiti di sicurezza delle operazioni, rispetto dell’ambiente e fattibilità economica” La ricerca sulla Fusione fa parte del programma EURATOM ed è completamente integrata a livello europeo attraverso accordi di Associazione con EURATOM: coordinamento dei programmi nazionali collaborazioni tra centri di ricerca conduzione dell’esperimento JET partecipazione alle collaborazioni internazionali, quali ITER Joint European Torus (JET) Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

Associazione Euratom-ENEA sulla fusione Tokamak FTU ENEA - Frascati La fusione in Italia L' Italia è fortemente impegnata nelle ricerche sulla fusione sia nel campo della fisica sia nel campo della tecnologia Le attività vengono svolte nell’ambito dell' Associazione ENEA-EURATOM: ENEA Consorzio RFX (ENEA, CNR, INFN, Un. Padova, Acciaierie Venete) Istituto di Fisica del Plasma (CNR-Milano) Consorzio Universitario CREATE Istituti Universitari (Politecnico di Torino, Università di Catania, Universita' di Roma Tor Vergata, Roma 3, La Sapienza) Reversed Field Pinch RFX - Padova Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

European Fusion Development Agreement (EFDA) Associazione Euratom-ENEA sulla fusione European Fusion Development Agreement (EFDA) Accordo tra tutte le Associazioni EURATOM per rafforzare la collaborazione e il coordinamento del programma fusione In particolare per: Programma tecnologico di Ricerca & Sviluppo Conduzione dell’esperimento comunitario JET (situato a Culham, Inghilterra, attualmente il più grande al mondo) Joint European Torus (JET) Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

6PQ EURATOM- Fusione (2002-06): Budget 824 M€ Associazione Euratom-ENEA sulla fusione 6PQ EURATOM- Fusione (2002-06): Budget 824 M€ Spesa totale annua ~ 500 M€ nel 6PQ (2002-06) (~ 35% Euratom + ~ 65% fondi nazionali) Personale impegnato: ~2.000 fisici & ingegneri (~200 studenti PhD) 7PQ EURATOM- Fusione (2007-11): Budget 1947 M€ Realizzazione di ITER: preparazione del sito, organizzazione dell’Agenzia Europea per ITER, costruzione dei componenti europei, supporto al progetto, supporto tecnico/amministrativo R & S in preparazione delle operazioni ITER: sfruttamento scientifico degli impianti esistenti e JET R & S per il reattore dimostrativo DEMO Attività di formazione e training Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

Associazione Euratom-ENEA sulla fusione A che punto siamo? Record di potenza di fusione prodotta: 16 MW in JET (1997) Guadagno = Pfusion/Pinput Guadagno JET 0.65 ITER 5 - 10 Reattore 40 - 60 Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

ITER: il prossimo passo per dimostrare la fattibilità scientifica e tecnologica della fusione per la generazione di energia elettrica in condizioni simili a quelle del reattore testando tutti i componenti critici che saranno presenti nel reattore ITER JET Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

ITER: un’impresa internazionale Partners: Europa, Giappone, Stati Uniti, Russia, India, Cina, Corea Sito: Cadarache (CEA) (EU-Francia) L’Europa sta organizzando l’Agenzia Europea per ITER (Barcellona, Spagna) per fornire al meglio il proprio contributo alla realizzazione di ITER Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007

Programma Introduzione alla Giornata P. Batistoni - ENEA Il Progetto ITER M. Gasparotto - EFDA La partecipazione dell'Industria europea: aspetti tecnico-organizzativi E. Di Pietro - EFDA Discussione Codici, standard & QA M. Ferrari - EFDA Ruolo dell’Associazione Euratom - ENEA A. Pizzuto - ENEA F. Gnesotto - Consorzio RFX E. Lazzaro - IFP-CNR Milano Paola Batistoni, Frascati 19 gennaio 2007