Febbraio 3, 2023

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Gli Stati Uniti annunciano una svolta storica nella fusione nucleare: salverà il clima?

Martedì, gli Stati Uniti hanno annunciato uno storico risultato scientifico nel campo della fusione nucleare, che potrebbe rivoluzionare la produzione di energia sulla Terra entro pochi decenni.

Per decenni, i ricercatori di tutto il mondo hanno cercato di sviluppare la fusione nucleare, che, secondo i suoi sostenitori, potrebbe consentire all’umanità di ridurre la sua dipendenza dai combustibili fossili, responsabili del riscaldamento globale.

Un esperimento, condotto la scorsa settimana, è riuscito per la prima volta a produrre più energia di quella utilizzata dal laser per provocare la reazione, è stato annunciato in un comunicato stampa dal Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), situato in California e che dipende sul Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.

Questo successo troverà “nei libri di storia”, ha annunciato in una conferenza stampa il segretario all’Energia, Jennifer Granholm.

L’annuncio, trapelato già da qualche giorno alla stampa, ha entusiasmato la comunità scientifica di tutto il mondo.

Attualmente, le centrali nucleari utilizzano la fissione nucleare, che funziona scindendo il nucleo di un atomo pesante, rilasciando l’energia. La fusione nucleare, invece, è la fusione di due nuclei leggeri che ne formano uno più pesante.

Questa reazione è ciò che alimenta le stelle, incluso il nostro sole. Grazie alle condizioni estreme di calore e pressione che prevalgono lì, gli atomi di idrogeno si fondono per formare elio, rilasciando un’enorme quantità di energia nel processo.

150 milioni di gradi

Sulla Terra, questo processo può essere realizzato con un laser super potente.

Avendo le dimensioni di un campo sportivo, il National Ignition Facility (NIF), che ha sede nel laboratorio della California, è il più grande sistema laser del mondo.

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Verso l’una di notte del 5 dicembre, ben 192 laser sono stati puntati su un bersaglio piccolo come un ditale, sul quale è stata posta una piccola capsula di diamante, contenente isotopi di idrogeno (deuterio e trizio).

Il laser ha prodotto una temperatura di circa 150 milioni di gradi, dieci volte la temperatura del sole, provocando la fusione degli atomi di idrogeno. La reazione richiede solo una frazione di secondo.

Pertanto, gli scienziati hanno prodotto circa 3,15 megajoule di energia, ovvero 2,05 megajoule originariamente tramite il laser, secondo la dichiarazione.

Tuttavia, per attivare il laser sono stati necessari 300 megajoule di energia prelevata dalla rete elettrica, rendendo l’intero processo ancora una perdita. Ma, secondo gli scienziati, alla fine sarà possibile superare questo problema.

“I nostri calcoli indicano che è possibile, con un sistema laser su larga scala, raggiungere una potenza di diverse centinaia di megajoule”.ha spiegato Kim Podell, direttore del Lawrence Livermore National Laboratory. “Ma siamo ancora lontani da questo.”

contratti da realizzare

Ha detto che rendere questa soluzione praticabile su scala industriale e commerciale richiederebbe altri “decenni” (ma meno di cinque).

Sono ancora necessari diversi miglioramenti tecnologici: non solo per aumentare il guadagno netto di energia, ma anche per consentire la ripetizione dell’esperimento molte volte al minuto.

Tuttavia, per ridurre il riscaldamento globale, oggi è assolutamente necessario ridurre il più possibile le emissioni di gas serra, come insistono tutti gli esperti di clima.

Nonostante tutto, questo risultato fornisce finalmente una dimostrazione del principio della fisica che era stato immaginato decenni fa.

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La fusione presenta diversi vantaggi rispetto alla fissione: non comporta il rischio di un incidente nucleare e produce meno scorie radioattive. Soprattutto, rispetto alle centrali a carbone oa gas, non generano gas serra.

Altri progetti di fusione nucleare in fase di sviluppo, in particolare il progetto internazionale ITER, sono attualmente in costruzione in Francia.

Al posto dei laser verrà utilizzata la cosiddetta tecnologia del confinamento magnetico: gli atomi di idrogeno verranno riscaldati in un enorme reattore, dove verranno intrappolati sfruttando il campo magnetico del magnete.

Gli esperti hanno sottolineato che sono necessarie ulteriori ricerche per queste due tecnologie: laser e confinamento magnetico.

“Quello che vogliamo è massimizzare i potenziali percorsi verso il successo, quindi vogliamo adottare questi diversi approcci per vedere cosa funziona”, ha detto martedì il fisico del NIF Tammy Ma. “L’integrazione è molto importante per l’umanità”.