Fusione nucleare raggiunta in California. Ora si tratta di stabilizzarla

Un’importante scoperta nel campo della fusione nucleare è stata confermata un anno dopo essere stata raggiunta in un laboratorio in California.

Come riporta Newsweek, i ricercatori del National Ignition Facility (NIF) del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hanno registrato il primo caso di accensione della fusione nucleare l’8 agosto 2021, i cui risultati sono stati ora pubblicati in tre articoli sottoposti a revisione accademica.

La fusione nucleare è il processo che alimenta il Sole e altre stelle: gli atomi di idrogeno pesante si scontrano con una forza tale da fondersi insieme per formare un atomo di elio, rilasciando grandi quantità di energia come sottoprodotto. Una volta che il plasma di idrogeno si “accende”, la reazione di fusione si autoalimenta e le fusioni stesse producono energia sufficiente a mantenere la temperatura senza riscaldamento esterno.

L’accensione durante una reazione di fusione significa essenzialmente che la reazione stessa ha prodotto abbastanza energia da essere autosufficiente, il che sarebbe necessario nell’uso della fusione per generare elettricità. Sarebbe il primo passo per un reattore commerciale nucleare a fusione che permetterebbe di estraniarsi completamente dai combustibili fossili.

Il problema dell’energia di fusione al momento è che non abbiamo le capacità tecniche per sfruttarla. Cioè, una volta. Gli scienziati di tutto il mondo stanno attualmente lavorando per risolvere questi problemi.

In quest’ultima pietra miliare dell’LLNL, i ricercatori hanno registrato un rendimento energetico di oltre 1,3 megajoule (MJ) in pochi nanosecondi. Per riferimento, un MJ è l’energia cinetica di una massa di una tonnellata che si muove a 100 miglia orarie, quindi si tratta di una quantità di energia impressionante, anche se sviluppata in un arco di tempo brevissimo.

Il problema dell’energia di fusione al momento è che non abbiamo le capacità tecniche per sfruttarla. Gli scienziati di tutto il mondo stanno attualmente lavorando per risolvere questi problemi.

In quest’ultima pietra miliare dell’LLNL, i ricercatori hanno registrato un rendimento energetico di oltre 1,3 megajoule (MJ) in pochi nanosecondi. Per riferimento, un MJ è l’energia cinetica di una massa di una tonnellata che si muove a 150  km all’ora.

“Il colpo record è stato un importante progresso scientifico nella ricerca sulla fusione, che stabilisce che l’accensione della fusione in laboratorio è possibile al NIF”, ha dichiarato Omar Hurricane, scienziato capo del programma di fusione a confinamento inerziale dell’LLNL, in un comunicato

“Raggiungere le condizioni necessarie per l’accensione è un obiettivo di lunga data per tutta la ricerca sulla fusione a confinamento inerziale e apre l’accesso a un nuovo regime sperimentale in cui l’autoriscaldamento delle particelle alfa supera tutti i meccanismi di raffreddamento del plasma di fusione”.

Negli esperimenti condotti per raggiungere questo risultato di accensione, i ricercatori riscaldano e comprimono un “punto caldo” centrale di combustibile a base di deuterio-trizio (atomi di idrogeno con uno e due neutroni, rispettivamente) utilizzando un pistone denso circostante, anch’esso a base di deuterio-trizio, creando un plasma di idrogeno super caldo e super pressurizzato. Il macchinario che produce questo effetto è detto Tokamak.

“L’accensione avviene quando il riscaldamento dovuto all’assorbimento delle particelle α [due protoni e due neutroni strettamente legati tra loro] create nel processo di fusione supera i meccanismi di perdita del sistema per un certo periodo di tempo”, hanno dichiarato gli autori in un articolo che pubblica i risultati sulla rivista Physical Review E.

Il problema è ora riuscire a ripetere questo esperimento in modo controllato nel tempo e , soprattutto, utilizzare l’energia prodotto a trasformarla in energia elettrica. Un passaggio non facile.