Questa è una versione estesa della descrizione del DTT. I giornalisti possono trovare una versione breve in altra pagina di questa area e ulteriori informazioni nel sito.
Le immagini del DTT sono disponibili nella sezione “Galleria”.
Per ulteriori esigenze:
Tel: +39 06 94005 173
E-mail: cristina.coppi@dtt-project.it
Il Divertor Tokamat Test Facility: infrastruttura strategica
La costruzione del Divertor Tokamak Test Facility (DTT) in corso, si tratta di un’infrastruttura strategica, nella roadmap per lo sfruttamento della fusione nucleare come fonte di energia (1), e compatibile con il rispetto dell’ambiente. Il progetto coinvolge alcune industrie di alto livello e la comunità scientifica nazionale italiana.
DTT è uno dei più grandi e ambiziosi progetti scientifici e tecnologici europei, sostenuto da finanziamenti nazionali e privati per oltre 600 milioni di euro. Coinvolgerà alcune centinaia di risorse umane come personale altamente qualificato, per oltre 30 anni, sia direttamente sia nella supply chain.
Il DTT è costruito in Italia nel Centro di Ricerca ENEA di Frascati ed è sostenuto da EUROfusion, il consorzio europeo per le attività di ricerca scientifica sulla fusione. La principale fonte di finanziamento proviene dall’ENEA, anche attraverso un prestito dell’Unione Europea. Un importante sostegno proviene anche da alcuni ministeri italiani, dal fondo europeo “Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza” e da enti locali come la Regione Lazio.
Il DTT è sviluppato in collaborazione tra ENEA, Consorzio CREATE, ENI, INFN, Consorzio RFX, Politecnico di Torino, Università della Tuscia, Università degli Studi di Milano-Bicocca, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, CETMA e alcune delle più prestigiose università e istituti di ricerca nazionali.
Il suo posizionamento strategico è quello dell’anello di congiunzione tra i principali progetti internazionali di fusione nucleare ITER (2) e DEMO (il Tokamak che dovrebbe sperimentare l’immissione di energia nella rete elettrica intorno alla metà di questo secolo).
L’obiettivo della sfida di DTT è fornire risposte scientifiche e tecnologiche a questioni cruciali, come la gestione dei grandi flussi di energia prodotti dal plasma mediante particelle alfa, e svolgere gli studi risultanti sui materiali da utilizzare per ricevere l’energia e in grado di resistere alle conseguenti temperature molto elevate.
Si prevede che il DTT avrà un impatto significativo sull’intera comunità scientifica internazionale e anche sull’industria italiana ed europea. Infatti, la ricerca sulla fusione ha portato risultati piuttosto considerevoli in termini scientifici ed economici, con importanti ripercussioni positive sulle aziende italiane.
Il progetto ITER, ad esempio, coinvolge oltre 500 aziende italiane, tra cui Ansaldo nucleare, ASG Superconductors (Gruppo Malacalza), SIMIC, Mangiarotti, Walter Tosto, Delta TI, OCEM Energy Technology, Angelantoni Test Technologies, Zanon, CECOM e il Consorzio ICAS (che comprende ENEA, Criotec e Tratos).
Alle industrie italiane sono stati assegnati appalti per un valore complessivo di quasi un miliardo di euro, pari a circa il 60% del valore degli ordini europei per componenti ad alta tecnologia. E le previsioni per il prossimo futuro indicano la generazione di nuovi contratti per altre centinaia di milioni di euro.
La tecnologia alla base del DTT sarà simile a quella utilizzata per ITER, con l’ulteriore vantaggio di poter svolgere un ampio pacchetto di test. Il DTT a forma di “D” sarà un cilindro ipertecnologico, alto dieci metri con un raggio di 5 metri.
All’interno del recipiente, circa 30 metri cubi di plasma (un gas completamente ionizzato) vengono portati a una temperatura di oltre 100 milioni di gradi con un’intensità di corrente di circa 6 milioni di ampere (come ordine di grandezza si pensi alla corrente necessaria ad alcuni milioni di lampade) e un carico termico sui materiali fino a una dozzina di milioni di watt per metro quadrato (oltre il doppio della potenza di un razzo in fase di decollo).
Nel DTT sono previste temperature estreme con enormi variazioni nell’arco di pochi centimetri. Infatti, il plasma “riscaldato” funzionerà a una temperatura di oltre 100 milioni di gradi Celsius (oltre la temperatura del sole), mentre i 26 chilometri di cavi superconduttori in niobio-stagno e i 16 in niobio-titanio, a pochi centimetri di distanza, funzioneranno a una temperatura di 269 gradi Celsius sotto zero; pochi gradi sopra lo zero assoluto.
L’obiettivo della fonte di energia è il “divertore”, componente chiave del tokamak, costituito da tungsteno (il materiale più efficace a contatto con il plasma) o da innovativi metalli liquidi. Il divertore può essere rimosso e sostituito grazie a sistemi avanzati di manipolazione a distanza.
Un sofisticato sistema diagnostico, composto da decine di diversi strumenti diagnostici e centinaia di sonde, è progettato per monitorare continuamente sia il plasma che l’intera macchina, al fine di garantire le migliori prestazioni in tutte le condizioni.
Un complesso sistema di controllo è progettato per garantire un efficace confinamento del plasma associato a ciascuno scenario della configurazione di prova.
Un sistema di riscaldamento aggiuntivo, basato sull’accoppiamento ciclotronico di elettroni e ioni e sull’iniezione di fasci neutri, è progettato per fornire una potenza aggiuntiva di 45 mw (come ordine di grandezza si pensi al consumo di 20mila famiglie).
Una nuova linea elettrica alimenterà il sito di Frascati per soddisfare il fabbisogno energetico del DTT. Il progetto, approvato dal Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica, è finanziato dalla Regione Lazio.
Il progetto DTT entra a far parte quindi della lunga e prestigiosa storia della ricerca teorica e sperimentale italiana nel campo dell’energia da fusione. L’Italia è infatti leader nella ricerca sulla fusione: è tra i principali partner delle agenzie europee EUROfusion e Fusion for Energy (F4E) e fa parte dei principali programmi di ricerca internazionali come DEMO, Broader Approach e ITER.
NOTE:
- La fusione nucleare è l’esatto opposto della fissione nucleare e ha l’obiettivo di produrre energia sicura, pulita, inesauribile ed economica in grado di sostituire i combustibili fossili, simulando il processo fisico che alimenta le stelle.
- ITER è un progetto globale del valore di 20 miliardi di euro, gestito da 7 Paesi membri (Cina, Giappone, India, Corea del Sud, Russia, USA e Unione Europea), ed è concepito per dimostrare la fattibilità dell’energia da fusione a Cadarache, in Francia. ITER è un reattore sperimentale, alto 30 metri e del peso di 23.000 tonnellate, che dovrebbe raggiungere l’obiettivo della produzione di energia. Si tratta di uno dei progetti ingegneristici più grandi e complessi a livello globale, fortemente basato sulla collaborazione e sulle sinergie tra ricerca e industria in settori tecnologicamente avanzati.
Per ulteriori informazioni:
- Novembre 2017: “Fusion Engineering and Design” pubblica un numero speciale su DTT (Sezione speciale di FED Vol 122, 2017, pp 253-294 e E1-E25
- Aprile 2019 ENEA pubblica “DTT – Divertor Tokamak Test facility – Interim Design Report” (“Libro verde”)
- R. Ambrosino, et al. (2021) “DTT – Divertor Tokamak Test facility: A testbed for DEMO”. In: “Fusion Engineering and Design 167”. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2021.112330
