L’annuncio USA dell’avvenuta fusione nucleare: ora si può produrre energia come avviene nelle Stelle
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Ora vi racconto la notizia clamorosa che arriva dall’America sull’avvenuta fusione nucleare nei laboratori di Livermore in California. Faccio una piccola premessa (e un commento): io sono una fisica nucleare, lo studio di quello che avviene nell’atomo fa parte del mio percorso di studi, e questo faccio anche oggi, studio il mondo dell’infinitamente piccolo per poterlo raccontare nei miei libri e nei miei monologhi. Questo per dirvi che io sono a favore dell’utilizzo di questo tipo di energia, secondo me rappresenta il futuro. Tutte le volte che sentite altri scienziati titubanti sull’utilizzo del nucleare, e addirittura contrari, è perché vedono la questione dal loro personalissimo punto di vista, che non è quello di un fisico nucleare.
I FATTI
Dunque, il fatto è questo: in una conferenza stampa fatta dalla segretaria del dipartimento americano dell’Energia, Jennifer Granholm, è stato annunciato che al Lawrence Livermore National Laboratory (in una struttura chiamata National Ignition Facility), in California, è stato condotto con successo un test che ha portato alla produzione – per la prima volta nella storia – di una reazione di fusione nucleare che genera più energia di quella necessaria per innescarla. In altre parole è stato raggiunto il net gain, come si dice in gergo tecnico. Un risultato strabiliante. Interessante è anche la tecnica usata per la fusione: al LLNL hanno usato il confinamento laser, e non il confinamento magnetico, cioè quello che facciamo in Europa (si pensi al progetto ITER). In pratica, hanno usato laser potentissimi (in totale 192) che usano l’energia della luce per creare un effetto simile a quello generato dalla gravità, simulando l’avvio della reazione nucleare di fusione che avviene nelle stelle, come ad esempio nel nostro Sole. Nel caso del confinamento magnetico, invece, si utilizza una enorme quantità di calore per ottenere che due protoni arrivino tanto vicini da vincere la forza di reciproca opposizione elettromagnetica, per sfruttare poi la forza nucleare forte per dare origine alla fusione.
In pratica, 192 laser hanno lavorato tutti insieme per fornire una quantità di energia di 2,1 milioni di joule sulla capsula irraggiata, a fronte dei 2,5 milioni di joule prodotti: non è tantissimo, ma è la prima volta che succede.
Con la fusione nucleare si produce energia senza emissioni di carbonio, un sogno inseguito e sognato sin dagli anni’50, quando si studiò come amplificare la potenza di un ordigno atomico arrivando alla bomba H. Un passo rivoluzionario verso un’energia illimitata, pulita e a basso costo, che in un solo colpo potrebbe consentire di ridurre l’inquinamento, frenare il cambiamento climatico, garantire lo sviluppo dei Paesi più poveri. E cambiare i rapporti di forza nella mappa geopolitica, ridimensionando il potere di Paesi la cui economia dipende in gran parte dall’export di combustibili fossili, come la Russia e i Paesi del Golfo.
L’annuncio, inoltre, conferma il primato degli Usa nella ricerca scientifica e nell’innovazione tecnologica, grazie anche ad investimenti pubblici e privati senza pari nel mondo, compreso il maxi pacchetto di aiuti per la green economy della recente legge anti inflazione varata dall’amministrazione Biden. Certo, ci vorrà tempo per arrivare all’uso commerciale dell’energia da fusione nucleare, ma per invertire il climate change serve anche questo.
L’amministrazione Biden aveva inserito la Fusione nucleare, tra le cinque priorità energetiche che dovranno contribuire agli obiettivi climatici USA in vista del raggiungimento di uno zero netto di emissioni di CO2. E con questo annuncio gli Stati Uniti hanno vinto (l’Europa invece lavora con la Russia, sul nucleare).
Nella fusione nucleare fondi 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 spacchi formando dei nuclei leggeri. Entrambe queste reazioni daranno luogo al rilascio di energia.
Quel che è successo nell’esperimento americano è che si è riusciti a produrre più energia di quella utilizzata per accendere la macchina. La fusione nucleare richiede temperature altissime, non nell’ordine delle migliaia di gradi, ma superiori ai milioni di gradi. Quindi serve un confinamento per trattenere tutto questo deuterio che si trasforma in elio. Questi confinamenti richiedono tantissima energia. Quindi per far partire la macchina c’è 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.
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