Scoperta la fusione nucleare: come e perchè ricreare il Sole sulla Terra

di Alessandro Di Giovanni

Il 13 Dicembre 2022 il Dipartimento per l’Energia degli USA ha annunciato che in Canada, nel “Lawrence Livermore National Laboratory”, è stata innescata per la prima volta una reazione di fusione nucleare, che ha generato più energia di quella utilizzata per dare inizio alla reazione. Secondo la Casa Bianca questa è una svolta dal punto di vista scientifico ed economico, in quanto questa scoperta riuscirebbe, un giorno, a rendere i singoli Stati indipendenti dal punto di vista energetico, visto che dalla fusione nucleare viene prodotta una grande quantità di energia.

La fusione nucleare è un processo fisico-chimico che avviene naturalmente nelle stelle, come il Sole, in cui due nuclei di atomi di isotopi dell’idrogeno, deuterio (H2) e trizio (H3), si fondono dando origine ad un atomo di elio, che ha due protoni e due neutroni (He4) ed in seguito al processo di fusione, viene liberato un neutrone carico di energia che viene dispersa nello spazio.

Dai primi anni ’50 si cerca di trovare il modo di riprodurre questa stessa reazione nucleare, sul nostro pianeta, ricavandone l’energia elettrica e sfruttarla al meglio, dato che la fusione era stata utilizzata sempre per potenziare le bombe nucleari e le bombe ad idrogeno.

Le difficoltà trovate dagli scienziati per il raggiungimento di tale obiettivo sono state molteplici; innanzitutto, erano necessari impianti che potessero generare una quantità di energia tale da innescare la reazione in una frazione di secondo, ma molto difficili da realizzare, dato che questi fenomeni avvengono a temperature e pressioni altissime.

Altra difficoltà, affinché la reazione avvenga è fondamentale che gli atomi di deuterio e trizio siano molto vicini (circa un milionesimo di metro di distanza) e, cosa ancora più importante, per poter utilizzare la fusione come fonte di energia elettrica è essenziale che nella reazione venga prodotta più energia di quella utilizzata per innescarla.

Nello specifico la reazione avutasi durante l’esperimento del laboratorio canadese è avvenuta per “confinamento inerziale”, ossia il deuterio e il trizio sono stati conservati in una sfera, che è stata posta poi in un contenitore, che a sua volta si trovava in un cilindro che presentava dei fori. Sul cilindro sono stati puntati 192 laser potentissimi, che hanno colpito la parte interna del contenitore, generando raggi X che hanno colpito il guscio della sferetta, il quale si è tramutato in plasma, una sostanza presente nelle stelle, simile ad un gas globalmente neutro, ma che presenta particelle elettricamente cariche. Il plasma, espandendosi, ha compresso il deuterio e il trizio, raggiungendo la pressione e la temperatura ideali per generare la reazione.

Gli scienziati sperano, con la fusione nucleare, di riuscire ad ottenere energia da una fonte pulita, visto che non viene rilasciata anidride carbonica e pochissime sono le scorie, facilmente smaltibili, prodotte da questa reazione. In più il deuterio e il trizio sono materiali agevolmente reperibili rispetto al carbone, al petrolio e all’uranio, visto che si possono ottenere dall’acqua di mare.

Gli studi sulla fusione nucleare sono ancora in corso, infatti l’obiettivo principale al fine di produrre energia elettrica per i cittadini, è quello di ottenere la fusione per “confinamento magnetico”, dove gli atomi di idrogeno non si fondono per la notevole quantità di energia ricevuta, ma perché sono attratti tra loro da un potentissimo campo magnetico. Molti progetti di rilievo internazionale promuovono questi studi, ad esempio il progetto ITER, in cui l’Italia risulta protagonista, che propone di costruire un reattore a fusione nucleare a confinamento magnetico (detto anche tokamak), nel sud della Francia entro il 2024.

Questa scoperta potrebbe essere una svolta fondamentale, per aprire la strada verso un futuro che si prospetta imprevedibile!

E tu cosa ne pensi? Dicci la tua!