Il Financial Times (Ft) è stato il primo oggi ad annunciare un importante passo avanti nell’ottenimento di energia pulita dalla fusione nucleare. La testata americana parla di “guadagno netto di energia”, risultato che sarebbe stato ottenuto nei laboratori del centro di ricerca governativo Lawrence Livermore National Laboratory in California. Utilizzando il metodo della fusione a confinamento inerziale (che vedremo di seguito), gli scienziati sarebbero riusciti a ottenere circa 2,5 Megajoule di energia, avendone forniti al reattore “solo” 2,1. Sarebbe la prima volta che riusciamo a ottenere da una reazione di fusione nucleare controllata più energia rispetto a quella fornita. Le persone (definite dal Ft come “persone a conoscenza dei risultati preliminari di un recente esperimento”, e di cui non si conoscono i nomi) che hanno rilasciato queste informazioni hanno anche sottolineato che questi dati sono ancora in fase di analisi. Dovremo attendere fino a domani per la conferenza stampa indetta dal Dipartimento statunitense dell’Energia, durante la quale verranno rilasciate le informazioni ufficiali. Intanto vediamo perché ci interessa tanto imparare a riprodurre in un reattore quello che le stelle fanno da miliardi e miliardi di anni.
Record mondiale per la fusione nucleare
Lo sanno le stelle
La fusione nucleare è il processo inverso rispetto alla fissione nucleare, quella che già sappiamo utilizzare per generare energia tramite processi che, purtroppo, producono notevoli quantità di scorie radioattive. La fusione nucleare controllata, invece, consentirebbe la produzione di grandi quantità di energia “verde”. Nella fusione nucleare, come indica il nome, due atomi leggeri sono spinti a fondere i propri nuclei, creandone uno più pesante. Ma qual è il guadagno e quali sono le difficoltà? Partiamo dalla seconda domanda. Il nucleo degli atomi è costituito da particelle neutre (neutroni) e da altre cariche positivamente (protoni). Due nuclei riescono a interagire e quindi a “fondersi” solo a distanze brevissime, alle quali le forze di repulsione elettrostatica, dovute all’avvicinamento di particelle con la stessa carica, riescono a essere vinte dalle cosiddette “forze nucleari”, che permettono al nucleo di ogni atomo di rimanere unito. Ed ecco la difficoltà: per vincere le forze repulsive è necessario fornire una enorme quantità di energia al sistema, facendolo raggiungere temperature elevatissime. Le stelle lo sanno, dato che sono proprio processi di fusione nucleare che durano miliardi di anni a tenerle accese (per nostra fortuna!). In quel caso, è la massa a venire in aiuto: l’enorme massa delle stelle fa sì che al loro interno la forza gravitazionale sia molto elevata e questo rende possibile la collisione e successiva fusione dei nuclei degli atomi in esse contenuti. Tornando alla nostra domanda, il guadagno energetico deriva dal fatto che quando i due nuclei si fondono, la massa del nucleo finale è leggermente inferiore rispetto alla somma delle masse dei nuclei di partenza. Dato che – come aveva intuito già Antoine-Laurent de Lavoisier nel 1700 e come ci insegna la famosa E=mc2 di Einstein – “nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma”, quello che succede è che la massa “persa” durante la fusione si trasforma in energia liberata.
La fusione a confinamento inerziale
Gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory utilizzano dei fasci di laser ad altissima energia per innescare reazioni di fusione nucleare all’interno di un reattore che contiene una sfera costituita da una miscela di trizio e deuterio allo stato solido. Trizio e deuterio sono due isotopi dell’idrogeno e contengono nel proprio nucleo, rispettivamente, un protone e un neutrone oppure un protone e due neutroni. Il nucleo dell’idrogeno, invece, contiene solo un protone. La fusione fra i nuclei di trizio e deuterio, che causa la formazione di elio, è la più “facile” da far avvenire perché necessita di una minore quantità di energia rispetto a quella necessaria per la fusione di due nuclei di idrogeno. I raggi laser ad altissima energia che colpiscono la sfera causano l’evaporazione dello strato superficiale e la sua compressione con conseguente riscaldamento. Questo innesca le reazioni di fissione tanto desiderate e la conseguente liberazione di energia. Naturalmente, ogni step di questo complicato processo ha le sue difficoltà e dovremo aspettare domani per avere maggiori dettagli e scoprire, forse, come questo gruppo di scienziati sia riuscito per la prima volta nella storia a ottenere più energia in uscita rispetto a quella fornita al reattore tramite i fasci di raggi laser.
Via: Wired.it
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