JET, il reattore da record smontato pezzo per pezzo: i segreti del plasma

A Culham, nell’Oxfordshire, il Joint European Torus (JET) è entrato nella fase finale della sua lunga carriera. Dopo oltre quarant’anni di attività, il più grande e potente tokamak mai costruito è ufficialmente in fase di smantellamento, sotto la supervisione dell’UK Atomic Energy Authority (UKAEA). Ma questo non è un semplice addio: i campioni recuperati dall’interno della macchina stanno già offrendo informazioni preziose che aiuteranno a progettare i futuri impianti a fusione.

Il JET aveva conquistato i riflettori nel 2023, quando raggiunse i 69 megajoule di energia in un singolo impulso di sei secondi durante i suoi ultimi esperimenti con deuterio e trizio. Due mesi dopo quelle prove storiche, le operazioni di plasma si sono concluse, aprendo la strada al programma di decommissioning. Ora i robot sono entrati in azione, smontando le parti più delicate della camera interna per recuperare componenti esposti per anni a condizioni estreme.

Nel corso del 2024, gli ingegneri hanno rimosso 66 campioni, tra cui piastrelle e materiali a diretto contatto con il plasma. Questi frammenti vengono oggi studiati nei laboratori del Regno Unito e in centri europei affiliati a EUROfusion, per analizzarne le caratteristiche fisiche, chimiche e radiologiche. L’obiettivo è comprendere in dettaglio come materiali come il berillio, il tungsteno e le leghe a base di nichel reagiscano a temperature elevatissime e a flussi di particelle che simulano le condizioni di un futuro reattore commerciale.

Alcuni risultati sono già sorprendenti: le superfici mostrano fenomeni di fusione e il cosiddetto “reverse waterfall effect”, effetti intenzionalmente provocati nelle ultime sessioni sperimentali per studiare i danni in tempo reale. Grazie a fasci di elettroni diretti contro le pareti del reattore, i ricercatori hanno accelerato i processi di deterioramento, osservandoli come mai era stato possibile in un impianto attivo.

I dati ottenuti saranno fondamentali per validare i modelli computerizzati che guidano la progettazione di ITER, la gigantesca collaborazione internazionale in costruzione a Cadarache, e di STEP, il prototipo britannico che ambisce a produrre energia da fusione entro la metà del secolo.

Lo smantellamento di JET proseguirà nei prossimi anni con il recupero di circa 3.700 componenti, e per gestire operazioni così delicate, UKAEA ha potenziato i suoi sistemi di telemanipolazione e introdotto una piattaforma in realtà virtuale sviluppata con Unreal Engine, già testata nel sito di Sellafield per la dismissione nucleare. Questa tecnologia consente agli operatori di addestrarsi e simulare i movimenti in un ambiente tridimensionale realistico, riducendo i rischi e aumentando l’efficienza.

Parallelamente, nuove tecniche di diagnostica come LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) e LID-QMS (Laser Induced Desorption con spettrometria di massa) permettono di analizzare la presenza di trizio e altre particelle direttamente sulle superfici recuperate. Questi strumenti, sviluppati negli ultimi anni, saranno essenziali per il monitoraggio in tempo reale dei futuri reattori.