Domani è previsto un comunicato da parte del Dipartimento dell’energia degli Stati Uniti che potrebbe rappresentare una tappa storica nel cammino ancora irto di ostacoli verso l’uso su scala industriale dell’energia a fusione nucleare. I fisici del Federal Lawrence Livermore National Laboratory in California sarebbero riusciti per la prima volta a ottenere più energia di quanta viene spesa per attivare il processo. Questo è quanto viene riportato dagli articoli del Washington Post e del Financial Times. Secondo il fisico Arthur Turrel «se questa scoperta sarà confermata, stiamo testimoniando un momento storico». Il fisico e divulgatore del progetto “La fisica che non ti aspetti” Enrico D’Urso spiega a Open cosa potremmo aspettarci a partire dai prossimi giorni.
Come funziona la fusione nucleare
Qual è brevemente la differenza tra fissione e fusione nucleare? «Nella fusione nucleare fondi nuclei leggeri per formarne di pesanti – spiega D’Urso -. 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 sembra essere successo nell’esperimento americano è che si sia riusciti a produrre più energia di quella utilizzata per accendere la macchina. Come mai è così difficile fare questo in maniera efficiente? «Perché la fusione nucleare richiede temperature altissime, non nell’ordine delle migliaia di gradi, ma superiori ai milioni di gradi. Quindi ti serve 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 hai un enorme consumo di energia solamente per tenere vicini tutti questi nuclei, che altrimenti non sarebbero alla distanza giusta per interagire. Se ottieni maggiore energia rispetto a quella spesa per questa operazione hai la reazione di fusione commerciale, che in prospettiva può essere economicamente conveniente».
In cosa potrebbe consistere la scoperta americana
L’operazione in sé a livello sperimentale non è una novità. È dagli anni ’70 che riusciamo, a livelli ridotti, a fare delle reazioni di fusione. «Anche prima se consideriamo la bomba a fusione – continua il Fisico -. Quelle scientifiche si fanno dagli anni ’70, ma consumano sempre molta più energia di quella che si riesce poi a ricavare». Cosa possono essere riusciti a fare gli scienziati americani? Difficilmente domani scopriremo di essere entrati nell’era della fusione nucleare. «Il primo passo è quello di produrre più energia di quella che consumi, dato che si tratta solamente di calore. Poi lo devi trasformare in energia utile, e quello è un altro paio di maniche». Tra le cose che potrebbero essere riusciti a fare, ci sarebbe l’ottimizzazione dei sistemi di contenimento. «Così effettivamente riesci a consumare meno energia. Il vantaggio non sarebbe quindi dovuto a una maggiore produzione, ma a un minor consumo di partenza. Sembra la stessa cosa, ma richiedono approcci ingegneristici differenti».
L’energia del futuro
In futuro poi, tutta questa energia che ricaveremo dovrà essere anche modulata. «Sì, ci sono varie tecniche alcune riescono a produrre energia in modo continuato – conclude D’Urso -, altre invece che sono impulsate, e da ciò si deve vedere che tipo di esperimento sono riusciti a fare, perché si tratta di macchine totalmente differenti. Sarebbe come paragonare un motore elettrico con un diesel». Quali sono i prodotti di scarto della fusione nucleare? «Bisogna vedere che tipo di fusione viene fatta. In generale ha come scarto dell’elio (come quello utilizzato per i palloncini), poi ci potrebbero essere anche degli scarti dovuti alla macchina. Alcune reazioni di fusione generano dei neutroni che rendono radioattiva la macchina, la quale deve qundi essere gestita come un rifiuto radioattivo». Ma analogamente a quel che avviene nelle centrali a fissione nucleare, si tratterebbe comunque di quantità minime. «Sì, i rifiuti netti della fusione sono milioni e milioni di volte inferiori a quelle delle fonti di energia fossile».
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