Eccovi il super cannone lungo 23 metri che dovrebbe condurre alla fusione nucleare

Nel Regno Unito, in sordina, hanno costruito un cannone lungo 20 metri, solo che invece che sparare proiettili letali crea delle stelle. Il Big Friendly Gun (BFG Grande Cannone Amichevole) è un prototipo di ciò che l’azienda britannica First Light Fusion spera sia il futuro della produzione di energia.

Il gigantesco cannone d’acciaio funziona sparando un pistone ad alta velocità con 3,2 kg di polvere da sparo. Accelerando lungo la canna, il pistone, comprimendo l’idrogeno gassoso, entra in un segmento conico che schiaccia il gas fino a ridurlo a un punto minuscolo prima di farlo esplodere attraverso una guarnizione metallica. Il proiettile viene sparato a  6,9 km al secondo in una camera a vuoto dove colpisce un bersaglio di combustibile per la fusione nucleare, producendo temporaneamente le condizioni in cui i nuclei possono fondersi.

La fusione dei nuclei atomici è lo stesso processo che alimenta il nostro sole e gli scienziati stanno cercando di ricrearlo sulla Terra da quasi 100 anni, poiché questa reazione produce più energia dei combustibili fossili senza emissioni di carbonio o sottoprodotti radioattivi.

I combustibili, anche se nella forma di isotopi più rari dell’idrogeno,  cioè il deuterio e il trizio, sono però comunque incredibilmente abbondanti nelle acque marine.

Camera di fusione del BFG

L’approccio della First Light Fusion, noto come fusione inerziale, è molto lontano da quello più comune e molto più complicato dei tokamak, in cui il gas di plasma viene fatto circolare utilizzando magneti giganti. Ma funziona e l’amministratore delegato Nick Hawker pensa che potrebbe cambiare le carte in tavola.

“Descriverei i tokamak come l’approccio principale alla fusione magnetica”, ha dichiarato Hawker a Newsweek. “La fisica è piuttosto chiara: è stata caratterizzata molto bene”.

In tutti questi anni di studio della tecnologia dei tokamak, la questione principale è come il plasma perde energia. Gli scienziati hanno scoperto che l’energia all’interno del plasma tende a disperdersi attraverso le intense linee di campo magnetico coinvolte nella reazione, causandone l’esaurimento. Per questo motivo, nessuno è riuscito a ottenere un guadagno netto di energia – più energia generata che energia necessaria per far funzionare la macchina – con un tokamak. “Il guadagno netto di energia è stato dimostrato con la fusione inerziale, ma il motore, invece di essere un laser, era un test di armi sotterranee“, ha detto Hawker. “Quindi c’è la prova empirica che è possibile ottenere un elevato guadagno di energia con la fusione inerziale.

“Mi sento un po’ ingiusto a presentare questa come una critica alla fusione magnetica, perché le sfide che conosciamo sono dovute al lavoro svolto nella fusione magnetica, ed è questo che ci ha permesso di trovare un approccio che le evita”.

Una di queste sfide è la violenza delle reazioni di fusione. I Tokamak devono far circolare il plasma a temperature di 180 milioni di gradi Fahrenheit per generare la fusione, mentre i neutroni della reazione di fusione colpiscono le pareti interne della camera di reazione.

“È una delle sfide principali per i tokamak: la sopravvivenza della camera a vuoto e la frequenza con cui è necessario sostituirla”,  Il progetto del reattore First Light Fusion mira a evitare questo problema schermando le pareti del reattore con un liquido che assorbe i neutroni ed espone la struttura d’acciaio della camera a un bombardamento di neutroni minore rispetto a quello di un tokamak.

Il BFG è solo un passo verso questa visione finale. L’azienda sta attualmente lavorando alla sua prossima macchina, M3, che è una massa tentacolare di condensatori elettrici tutti orientati a utilizzare una corrente elettrica per accelerare un proiettile a 1 miliardo di G a 20 chilometri al secondo, aumentando la velocità di impatto. In breve, è più sofisticata della polvere da sparo.

Hawker prevede che il reattore First Light Fusion genererà elettricità utilizzabile nel 2030 e che l’energia sarà disponibile sulla rete entro il decennio successivo. Che aspetto avrebbe un reattore a fusione gigante?

“Mi piace dire che la fusione magnetica è come una fornace”, ha detto Hawker. “È un processo sempre caldo perché le particelle girano intorno alla ciambella. Mentre la fusione inerziale è più simile a un motore a combustione interna. È un processo a impulsi in cui si ha una frequenza di ripetizione e l’energia per evento moltiplicata per la frequenza fornisce la potenza”.

Non ci resta che attendere per vedere se queste premesse verranno rispettate.