Riaccesi i laser che avevano ottenuto la fusione nucleare a dicembre. L’obiettivo è ancora più energia

Il National Ignition Facility (NIF) degli Stati Uniti ha acceso i suoi laser a piena potenza per la prima volta da dicembre, quando ha raggiunto il suo obiettivo decennale di “accensione”, producendo più energia durante una reazione nucleare di quanta ne consumasse.

Il NIF, che ha sede presso il Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in California, è una struttura grande come uno stadio che spara 192 laser su un minuscolo cilindro d’oro contenente una capsula di diamante. All’interno della capsula si trova una pallina congelata di isotopi di idrogeno, deuterio e trizio. I laser innescano un’implosione, creando calore e pressione estremi che spingono gli isotopi di idrogeno a fondersi in elio, liberando ulteriore energia. Una struttura enorme per accendere una minuscola fusione.

Una delle sfide principali per far funzionare questo schema è la fabbricazione della capsula di diamante. Anche i più piccoli difetti – pockmark delle dimensioni di un batterio, contaminazione da metalli o variazioni di forma e spessore – influiscono sull’implosione, e quindi sulla pressione e sul calore che alimentano le reazioni di fusione. L’ultimo esperimento ha utilizzato una capsula di diamante difettosa e la resa è stata quindi ridicola, al contrario di quelle perfette utilizzate a dicembre,

Quale sarà l’obiettivo dei nuovi esperimenti appena partiti, non appena si otterrà una nuova capsula di diamante adeguatamente conformata? Quello che si vuole è aumentare la quantità di energia generata dalle reazioni di fusione dai 3,15 megajoule creati l’anno scorso a centinaia di megajoule. Si ritiene di poer arrivare a decine di megajoule prodotti, ma successivamente  il NIF potrebbe presto avere bisogno di sostanziali aggiornamenti in materia di sicurezza perché il limite attuale della struttura è 45 megajoule che sono circa 12,5 MW/h, la potenza di un piccolo SMR.

Il NIF non è mai stato progettato per essere una centrale elettrica. Il suo obiettivo principale era quello di aiutare gli scienziati a verificare l’affidabilità e la sicurezza delle armi nucleari statunitensi, ricreando e studiando le reazioni al loro centro. Ma il raggiungimento dell’accensione a dicembre “è stato un evento che ha aperto le porte a un programma energetico”, afferma Stephen Dean, presidente della Fusion Power Associates, un gruppo di sostenitori di Gaithersburg, nel Maryland.

L’esperimento da record ha prodotto circa il 50% di energia in più rispetto a quella fornita al cilindro d’oro e, cosa importante, quasi 13 volte l’energia concentrata sulla pallina di combustibile interna.

Siamo ancora però lontani da un valore che permetta lo sfruttamento commerciale. Secondo gli scienziati del NIF è necessario che vi sia un rapporto 1 a 100 fra energia immessa ed energia ottenuta e su centinaia di bersagli Un obiettivo che appare fuori dalla portaata attuale, ma che si cerca
Ma le sfide da affrontare per l’energia di fusione sono scoraggianti. I laser del NIF hanno consumato 322 megajoule di energia nell’esperimento storico di dicembre. Per fornire energia al pubblico, secondo Dean, un impianto di fusione laser dovrebbe generare una quantità di energia 100 volte superiore a quella immessa e i suoi laser dovrebbero sparare circa 10 volte al secondo. Ciò significa progettare un sistema in grado di focalizzare e sparare con precisione i laser su centinaia di migliaia di bersagli contemporaneamente.  Nwel frattempo le aziende private stanno facendo passi avanti su diversi fronti, una gara  dalla quale l’energia dovrà risultare vincente.

L’anno scorso, in occasione di un vertice alla Casa Bianca, l’amministrazione del Presidente degli Stati Uniti Joe Biden ha illustrato la propria visione di un partenariato pubblico-privato per l’energia di fusione. Il settore privato assumerà il ruolo di pioniere nelle nuove tecnologie di fusione, mentre il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE), di cui il NIF fa parte, farà progredire le conoscenze in aree più ampie come la scienza dei materiali, la produzione avanzata e la modellazione, che saranno fondamentali per la commercializzazione. Questo quindi limiterà le sperimentazioni pratiche al NIF a favore dei privati. Una scelta che sembra degna dei Repubblicani , più che di una presidenza teoricamente Dem.