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Visualisierung von Teilchenbahnen innerhalb des TCV-Tokamaks der EPFL.
Visualisierung von Teilchenbahnen im TCV · © 2024 EPFL / Laboratory for Experimental Museology (EM+) · CC BY-SA 4.0
Scienza05:30 UhrJournalPlus RedaktionTempo di lettura: 4 min0 commenti

Fusione: 175 milioni di dollari USA per i semiconduttori di Helion

Washington e Helion hanno firmato una lettera di intenti per il finanziamento della ricerca. Lo Stato dovrebbe ottenere una quota di minoranza. Questo non dimostra ancora un impianto a fusione commercialmente sostenibile.

Gli Stati Uniti vogliono promuovere la tecnologia dei semiconduttori per i futuri impianti a fusione. Il 22 ottobre il Dipartimento del Commercio ha annunciato quattro lettere di intenti per un totale di fino a 389 milioni di dollari. Fino a 175 milioni sono destinati a Helion, un'azienda attiva nella fusione nello Stato di Washington. Secondo l'autorità, lo Stato dovrebbe ricevere, come condizione del finanziamento, una quota di minoranza senza diritti di voto e di controllo.

La notizia è una decisione di finanziamento in fase preparatoria, non la prova di un impianto pronto. Una lettera di intenti va distinta da un accordo di finanziamento definitivo e da denaro già versato. Altrettanto importante è lo scopo: il programma nasce dalla ricerca sui semiconduttori del CHIPS and Science Act. Si intendono finanziare componenti, moduli e processi di produzione necessari anche per la fusione.

L'elettronica di potenza come collo di bottiglia

Secondo le indicazioni dell'azienda, il concetto di Helion si basa su sistemi elettrici potenti e pulsati. Questi devono commutare e recuperare ripetutamente grandi quantità di energia. Servono quindi semiconduttori ad alta tensione e moduli di potenza adeguati. Il ministero statunitense descrive esattamente questo impiego: l'elettronica dovrebbe alimentare e controllare i magneti dei generatori a fusione e recuperarne l'energia.

Helion prevede inoltre 50 milioni di dollari di capitale privato. Insieme all'eventuale contributo federale si arriverebbe a 225 milioni di dollari per il progetto annunciato. Questa somma non è quindi interamente finanziamento pubblico. L'azienda cita ricerca e sviluppo a Everett, oltre a lavori su strumenti, design e processi con un partner industriale a Burlington, nel Vermont.

Dal punto di vista del governo, il programma dovrebbe anche ridurre la dipendenza dalla produzione estera. Se la tecnologia finanziata raggiunga l'efficienza, la durata e il raffreddamento auspicati è una questione di sviluppo. Tali obiettivi descrivono il mandato; non vanno letti come risultati già consegnati.

Helion fa parte di un programma più ampio

Le lettere di intenti riguardano anche Commonwealth Fusion Systems, con fino a 85 milioni di dollari, Vertical Semiconductor, con fino a 73 milioni, e Sibelco, con fino a 56 milioni. L'annuncio copre quindi diverse parti della filiera dell'energia e dei semiconduttori. Non si riduce a una singola scommessa su un unico tipo di reattore.

Commonwealth Fusion Systems descrive il proprio contributo previsto come ricerca sull'elettronica per il riscaldamento del plasma, sull'elettronica di potenza e sulla diagnostica. Gli obiettivi pubblici sono quindi più concreti della promessa generica di energia da fusione a basso costo. Al tempo stesso, anche questi lavori restano ricerca e sviluppo: un finanziamento non dice ancora quando ne nascerà elettricità affidabile per i clienti.

KI-generiertes Symbolbild eines Leistungshalbleitermoduls mit Kupferverbindungen auf einem anonymen Labortisch.
Leistungselektronik als technische Voraussetzung, symbolisch illustriert. · JournalPlus / KI-generiertes Symbolbild

Che cosa sta già studiando la Svizzera

Presso lo Swiss Plasma Center dell'EPFL è in funzione il Tokamak à Configuration Variable, in breve TCV, un impianto per la fisica del plasma. Il suo scopo particolare è lo studio di diverse configurazioni del plasma e delle questioni fisiche che i futuri grandi impianti a fusione dovranno risolvere. L'EPFL cita tra l'altro perdite di energia, particelle veloci, instabilità, smaltimento del calore e controllo continuo del plasma come campi di ricerca.

Secondo il politecnico, questo lavoro è sostenuto da EUROfusion e da fondi svizzeri. Contribuisce a progetti internazionali come ITER e DEMO. Questo distingue il TCV da un progetto annunciato di impianto commerciale. Chi riunisce entrambi sotto il termine fusione dovrebbe quindi nominare i compiti diversi: da un lato le basi scientifiche e i dati sperimentali, dall'altro lo sviluppo di sistemi industriali.

Per la valutazione contano quindi tappe separate: lo sviluppo di componenti adeguati, il loro funzionamento affidabile e infine la sostenibilità economica dell'intero impianto.

La partecipazione finanziaria distribuisce opportunità e rischi

Secondo il Dipartimento del Commercio statunitense, la prevista quota di minoranza statale dovrebbe creare un controvalore per i contribuenti. Da ciò non deriva un rendimento garantito. Il valore della partecipazione e i progressi della ricerca dipendono dal fatto che le aziende raggiungano i loro obiettivi tecnici ed economici. Decisivi saranno l'accordo definitivo, le sue condizioni e le prestazioni verificabili in seguito.

Per la Svizzera il riferimento concreto sta nella ricerca e nella competenza tecnica, non in un approvvigionamento elettrico cambiato nell'immediato. L'annuncio statunitense mostra che nella fusione diventano strategici anche componenti apparentemente poco appariscenti come i semiconduttori di potenza. Se ne nascerà energia economicamente utilizzabile dovrà emergere dagli impianti e dai dati di esercizio. Finanziatori pubblici e privati non dovrebbero quindi confrontare solo le grandi somme, ma i prossimi passi tecnici verificabili.

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