Gli Stati Uniti hanno annunciato la svolta sulla fusione nucleare
Per la prima volta, un esperimento di fusione ha generato più energia di quella necessaria per innescarlo. Un risultato epocale che apre alla pervasività di questo processo
Un Comunicato del Dipartimento dell’energia degli Stati Uniti ha divulgato lo scorso 13 dicembre un risultato epocale, una tappa storica nel cammino verso l’uso su scala industriale dell’energia a fusione nucleare.
I fisici del Federal Lawrence Livermore National Laboratory in California, sono infatti riusciti per la prima volta a ottenere più energia di quanta ne sia stata spesa per attivare il processo.
Un risultato che apre alla possibilità di implicazioni commerciale di questa tecnologia e a un radicale cambio di passo nella gestione dei fabbisogni energetici.
Come funziona la fusione nucleare
Qual è la differenza tra fissione e fusione nucleare?
Nella fusione nucleare si fondono nuclei leggeri per formarne di pesanti. Tipicamente, nelle stelle si fondono nuclei di idrogeno per formare nuclei di elio. Sulla Terra la strada che si sta percorrendo non è quella di usare l’idrogeno semplice con un solo protone, bensì uno più pesante, ovvero il deuterio da solo, o combinato col trizio: (il terzo isotopo dell’idrogeno). In questo modo la reazione di fusione è più facile per i macchinari terrestri e alla fine si produce sempre dell’elio.
Diversamente, nella fissione si utilizzano nuclei pesanti (tipicamente uranio) che poi si dividono formando dei nuclei leggeri.
Entrambe queste reazioni daranno luogo al rilascio di energia.
Il risultato americano è la svolta
Il successo nell’esperimento americano è che si sia riusciti a produrre più energia di quella utilizzata per accendere la macchina.
Un’operazione finora difficilissima e mai riuscita perché la fusione nucleare richiede temperature altissime, superiori ai milioni di gradi. Serve quindi un confinamento per trattenere tutto questo deuterio che si trasforma in elio.
Questi confinamenti (tipicamente elettromagneti) richiedono tantissima energia. Quindi per far partire la macchina si ha un enorme consumo di energia solamente per tenere vicini tutti questi nuclei, che altrimenti non sarebbero alla distanza giusta per interagire. Se si ottiene maggiore energia rispetto a quella spesa per questa operazione, si ha la reazione di fusione commerciale, che in prospettiva può essere economicamente conveniente.
Probabilmente (lo leggeremo negli articoli scientifici che seguiranno l’annuncio), l’ottimizzazione dei sistemi di contenimento potrebbe essere stata la vera chiave di svolta per i ricercatori americani. .L’operazione in sé a livello sperimentale non è infatti una novità. È dagli anni ’70 che riusciamo, a livelli ridotti, a fare delle reazioni di fusione, ma sempre consumando sempre molta più energia di quella che si è riusciti poi a ricavare,
Probabilmente non entreremo domani nell’era dell’energia a fusione ma di certo essere riusciti a produrre più energia di quella che si consuma spianerà la strada alle sue applicazioni commerciali e, da lì, alla pervasività di questo processo.
Vantaggi della fusione nucleare
Tra i vantaggi il più evidente è l’abbondanza di combustibile e la relativa poca quantità necessaria per generare una singola fusione con produzione di energia. La reazione di maggiore interesse è quella tra deuterio e trizio e di questi due isotopi dell’idrogeno non c’è carenza: il primo esiste in natura nell’acqua di mare, mentre il secondo è generato da specifiche reazioni che coinvolgono il Litio contenuto nelle rocce della crosta terrestre.
Un altro vantaggio non trascurabile è la mancata emissione di inquinanti dell’aria e di gas a effetto serra e la non produzione di scorie di natura radioattiva, a differenza delle reazioni di fissione attualmente impiegate nelle centrali nucleari. Fatto questo che si ricollega all’importante aspetto della sicurezza: i reattori a fusione non rischiano l’eventualità di incidenti catastrofici perché è impossibile che la potenza prodotta cresca nel tempo a livelli incontrollati.
Tra gli svantaggi, a parte il fatto che si tratta di una tecnologia complessa e quindi che necessita di tempi lunghi e consistenti investimenti economici per poter essere attuata, c’è l’impiego del trizio, un elemento radioattivo che richiede grande attenzione nella manipolazione, e la produzione di neutroni, sotto forma di energia liberata, che possono indurre radioattività nei materiali solidi che costituiscono i componenti interni del reattore. Questi due limiti, tuttavia, possono essere superati utilizzando reazioni di fusione avanzate, che però sono più difficili da innescare e richiedono dunque ulteriori ricerche, con conseguente dispendio di denaro.
La drammatica riduzione delle fonti energetiche convenzionali e l’elevato livello di inquinamento fanno però pendere la bilancia dal lato dei vantaggi, spingendo la comunità scientifica mondiale a insistere nel percorrere la strada della fusione nucleare.
fonti: Ansa I Diginsegno Scienza I Torinoscienza
immagine di copertina: Diginsegno Scienza
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