Nuovi passi in avanti per la fusione nucleare: secondo le agenzie di stampa nazionali, il reattore cinese Experimental Advanced Superconducting Tokamak (East) avrebbe mantenuto una temperatura di 70 milioni di gradi centigradi per più di 17 minuti. Con temperature cinque volte maggiori di quelle del Sole mantenute per più di un quarto d’ora, si tratta di un nuovo record mondiale, che supera quello detenuto dal reattore a fusione nucleare francese Tore Supra.
Non è finita qui: i ricercatori del Princeton Plasma Physics Laboratory, negli Stati Uniti, hanno scoperto che il boro minerale, elemento contenuto in molti detergenti per la casa, potrebbe migliorare la capacità dei reattori di contenere il calore necessario alla reazione di fusione nucleare. I risultati della scoperta sono stati pubblicati sulla rivista Nature physics e, insieme a quelli raggiunti dal reattore East, avvicinano un po’ di più gli scienziati alla produzione di energia pulita e pressoché illimitata.
Un “sole” artificiale
Come un sole artificiale: è così, a grandi linee, che funziona un reattore di fusione nucleare. All’interno di questi dispositivi, infatti, si cerca di ottenere la fusione degli isotopi di idrogeno per produrre elio a pressioni e temperature elevatissime, la stessa reazione che avviene all’interno delle stelle e che rappresenta una potenziale risorsa per la produzione energetica di tutto il mondo.
In questo modo, infatti, nei reattori a fusione nucleare si genererebbero enormi quantità di energia pulita, senza la produzione di gas serra – i principali responsabili del riscaldamento globale – o scorie radioattive. Proprio per il suo potenziale, sono più di settant’anni che gli scienziati di tutto il mondo cercano di ottenere un processo efficiente da un punto di vista energetico, soprattutto attraverso i reattori che contengono strutture magnetiche simmetriche dette tokamak.
Questi reattori, progettati per la prima volta da Natan Yavlinsky nel 1958, cercano di ottenere la fusione nucleare portando gli isotopi di idrogeno nello stato di plasma ad altissime temperature (che devono essere maggiori di quelle del Sole perché le pressioni nel reattore sono molto più basse di quelle all’interno di una stella) per un periodo di tempo sufficientemente lungo, ma l’impresa è più difficile di quello che sembra: il maggiore ostacolo tecnico è il confinamento del calore, e cioè trovare un modo per mantenere il plasma altamente surriscaldato in una determinata posizione utile alla fusione nucleare. Nei tokamak il confinamento avviene grazie ai campi magnetici che genera la struttura.
Adesso East avrebbe battuto un nuovo record mondiale: secondo l’agenzia di stampa Xinhua, il reattore avrebbe mantenuto una temperatura di 70 milioni di gradi centigradi per 1.056 secondi. Prima di East, il primato apparteneva al tokamak francese Tore Supra, che nel 2003 aveva mantenuto il plasma alle stesse temperature per 390 secondi. “La recente operazione getta solide basi scientifiche e sperimentali per il funzionamento di un reattore a fusione”, ha affermato Gong Xianzu, il ricercatore principale a capo dell’esperimento, che terminerà il prossimo giugno e i cui risultati saranno utilizzati per l’International Thermonuclear Experimental Reactor (Iter), progetto che coinvolgerà 35 paesi e che prevede la realizzazione del più grande reattore nucleare del mondo a Marsiglia, in Francia.
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Dai detergenti alla fusione nucleare
Non solo i tokamak: per ottenere la fusione nucleare si potrebbe sfruttare un altro sistema di confinamento del calore, con un aiuto inaspettato dai detergenti normalmente utilizzati per la pulizia della casa.
Lo studio dei ricercatori di Princeton, infatti, ha analizzato gli effetti dell’impiego del boro minerale (che senza grande successo era stato già utilizzato anche nel rivestimento di alcuni tokamak) per confinare il calore in strutture dedicate al surriscaldamento del plasma note come stellarator. Gli stellarator, costruiti per la prima volta negli anni Cinquanta da Lyman Spitzer, sono strutture magnetiche a forma elicoidale che funzionano secondo lo stesso principio dei tokamak, ma che nel corso degli anni sono stati utilizzati in misura minore perché meno efficienti nel trattenere il calore del plasma e più difficili da costruire.
Adesso, i risultati recentemente pubblicati dal gruppo statunitense, in collaborazione con i ricercatori che lavorano al Large helical device, in Giappone – il reattore che ospita il secondo stellarator più grande del mondo – indicano che il boro, iniettato sotto forma di minuscoli granelli di polvere direttamente nel plasma, ha portato una diffusa riduzione della turbolenza del plasma e un aumento significativo della temperatura all’interno del reattore. Se i risultati verranno confermati da altri esperimenti – gli scienziati vogliono ripetere le analisi utilizzando polvere di carbonio al posto del boro – le future centrali a fusione nucleare potrebbero ospitare anche gli stellarator.
Via: Wired.it
