Il DOE lancia il programma sull'energia da fusione inerziale dopo la svolta decisiva dell'accensione

Dopo la svolta nel campo della fusione del Lawrence Livermore National Lab lo scorso anno, il DOE sta creando nuovi centri di ricerca per stimolare i progressi nell’energia da fusione inerziale e sta finanziando un paio di aziende che sviluppano concetti di reattore a fusione inerziale attraverso un programma separato dedicato a coltivare la nascente industria della fusione.

Il ministro dell'Energia Jennifer Granholm, al centro, parla alla celebrazione della svolta decisiva dell'accensione del Lawrence Livermore National Lab a maggio. Accanto a lei ci sono Zoe Lofgren (D-CA), membro della classifica del Comitato scientifico della Camera, a sinistra, e Kim Budil, direttore del Lawrence Livermore National Lab. (Credito immagine – LLNL)

Il programma Fusion Energy Sciences del Dipartimento dell'Energia ha annunciato il mese scorso che sta sollecitando proposte per progetti dedicati all'energia da fusione inerziale (IFE), che utilizza strumenti come i laser per comprimere i nuclei atomici in un bersaglio di combustibile finché non si fondono. Il DOE sostiene da decenni la ricerca sulla fusione inerziale attraverso il suo programma sulle armi nucleari, ma un crescente interesse nel finanziare la ricerca e lo sviluppo sulla produzione di energia si è aggravato sulla scia del successo ottenuto lo scorso anno dal Lawrence Livermore National Lab di "accensione", o guadagno netto di energia, in un laser esperimento di fusione.

Il dipartimento prevede di assegnare un totale di 45 milioni di dollari in sovvenzioni attraverso la sua sollecitazione, creando una serie di "hub di innovazione scientifica e tecnologica" dell'IFE che riceveranno ciascuno tra i 2 e i 4 milioni di dollari all'anno per quattro anni. I leader del DOE hanno avvertito che probabilmente ci vorranno decenni per esplorare se l’IFE può essere una fonte di energia pratica, e la loro sollecitazione di conseguenza stabilisce che le proposte dell’hub si concentrino sulla ricerca fondamentale a cui è stata data priorità attraverso un workshop sponsorizzato lo scorso anno.

L’iniziativa IFE fa parte di un progetto più ampio che il programma Fusion Energy Sciences sta realizzando per aprire la strada alla costruzione di una centrale elettrica pilota. Ad esempio, il programma sta aumentando il sostegno alle imprese private di fusione attraverso una nuova iniziativa di finanziamento “basata su pietre miliari”. Questo sforzo ha appena assegnato otto sovvenzioni a sostegno di progetti per un impianto pilota di fusione, inclusi due progetti IFE, con la promessa di somme maggiori man mano che tali aziende faranno progressi. Tuttavia, è discutibile la quantità di denaro che il Congresso fornirà in futuro, data la direzione dei recenti negoziati sulla spesa federale.

Gli hub finanziati attraverso le nuove sovvenzioni IFE del DOE affronteranno diversi obiettivi, come approfondire la comprensione della fisica dei bersagli di carburante e migliorare i metodi di produzione e concentrare rapidamente i raggi su di essi. Altri obiettivi includono il miglioramento della "scalabilità, modularità, sopravvivenza, compattezza e costo" dei laser e di altri driver di fusione, nonché l'esecuzione di esperimenti che convalidino "progetti di obiettivi ad alto guadagno su strutture su larga scala".

Si prevede inoltre che gli hub contribuiscano allo sviluppo della forza lavoro IFE attraverso stage e programmi di scambio. Ciascuna proposta di hub può includere più istituzioni, ma avrà un’istituzione principale che deve avere sede negli Stati Uniti e avere “esperienza dimostrata” nei metodi di fusione inerziale.

La sollecitazione del DOE è la prima di un nuovo programma chiamato IFE Science and Technology Accelerated Research (IFE-STAR), che soddisfa le indicazioni del Congresso incluse per la prima volta nel DOE Research and Innovation Act del 2018. Attraverso l'Energy Act del 2020, il Congresso ha successivamente chiesto che il DOE spendere 25 milioni di dollari all’anno per l’IFE fissando al contempo un obiettivo di stanziamenti di oltre 1 miliardo di dollari per il programma Fusion Energy Sciences nel suo complesso. Tuttavia, gli stanziamenti recenti per il programma sono cresciuti molto più lentamente, raggiungendo i 763 milioni di dollari quest’anno. Il DOE ha anche cercato di essere ponderato nel suo approccio al finanziamento dell'IFE, aspettando indicazioni dal workshop dello scorso anno prima di lanciare un programma di sovvenzioni.

Oltre alla direzione del Congresso, lo slancio dietro il sostegno del DOE all’IFE è stato accresciuto anche dal fatto che la pietra miliare dell’avvio era stata identificata da un rapporto delle National Academies del 2013 come il punto ottimale per lanciare un programma IFE “nazionale, coordinato e ad ampia base”. Il DOE sta impegnando fino a 10 milioni di dollari per l'IFE quest'anno fiscale dopo aver inizialmente proposto solo 3 milioni di dollari, ma prevede di mantenere i finanziamenti relativamente limitati per il futuro, richiedendo 15 milioni di dollari per l'anno fiscale 2024 come parte di una richiesta di oltre 1 miliardo di dollari per l'IFE. programma di scienze dell'energia da fusione nel suo insieme.