L’annuncio arrivato dagli Stati Uniti d’America ha fatto il giro del mondo in poche ore dacché da tempo ci si chiede quando avremo sistemi per la fusione nucleare da cui ricavare energia pulita ed enormemente più economica. Le previsioni fatte finora sono state tutte smentite, ma gli investimenti di svariati miliardi di euro continuano per sostenere progetti di ricerca in diversi posti del mondo. La posta in gioco è altissima. Se davvero si riuscisse a trasformare i vari progressi nella ricerca in sistemi commercialmente utilizzabili ci sarebbe una radicale trasformazione del modo in cui produciamo energia elettrica che, in quel caso, diventerebbe enormemente più economica e con un impatto ambientale trascurabile e tale da rendere accessibile e sostenibile ciò che ha reso più di tutto possibile lo sviluppo delle nostre società nell’ultimo secolo e mezzo. Cambierebbero gli attuali equilibri geopolitici ed il mondo si troverebbe ad una vera svolta. Ecco la novità arrivata dagli States…
di francesco de rosa
La notizia è stata di quelle “bomba” tanto che nel giro di poche ore ha fatto il giro del mondo. I funzionari del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti hanno annunciato un risultato storico nella fusione nucleare; per la prima volta, gli scienziati statunitensi hanno prodotto più energia dalla fusione rispetto all’energia laser utilizzata per alimentare l’esperimento. Si tratta del cosiddetto “guadagno netto di energia” che è, da sempre una pietra miliare lungo la storia del tentativo decennale di ottenere energia pulita ed illimitata dalla fusione nucleare, la reazione che si verifica quando due o più atomi vengono fusi insieme. In questo caso l’esperimento ha immesso 2,05 megajoule di energia nel bersaglio e ha prodotto 3,15 megajoule di produzione di energia dalla fusione, generando oltre il 50% di energia in più rispetto a quella immessa. È la prima volta che un esperimento ha prodotto un guadagno significativo di energia. “Questa monumentale svolta scientifica è una pietra miliare per il futuro dell’energia pulita”, ha affermato il senatore democratico degli Stati Uniti Alex Padilla della California. E il leader della maggioranza al Senato degli Stati Uniti, Charles Schume non ha voluto dissimulare: “Questo sorprendente progresso scientifico ci pone sull’orlo del precipizio di un futuro non più dipendente dai combustibili fossili ma alimentato invece da una nuova energia di fusione pulita”. In effetti la svolta è stata portata avanti da un team di scienziati presso il National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Laboratory in California il 5 dicembre, una struttura delle dimensioni di uno stadio sportivo e dotata di 192 laser. Nel gruppo di scienziati anche un italiano. Bruno Coppi, considerato il padre della fusione nucleare ha detto, infatti, a Codice Beta di “non boicottate l’energia che accende le stelle, la fonte più pulita per il futuro. La fusione nucleare potrebbe diventare la fonte energetica del futuro. Ma è ostacolata da chi gestisce le energie tradizionali, compreso il nucleare a fissione”.
Intanto il risultato dei loro studi sulla fusione nucleare era stato anticipato lunedì 12 dicembre dal Financial Times e dal Washington Post anche grazie alle informazioni fornite da alcuni esperti direttamente coinvolti negli esperimenti e che hanno permesso di raggiungere un bilancio energetico positivo come è considerata la produzione di più energia di quella utilizzata per ottenere la reazione di fusione. Un passo notevole verso lo sviluppo di un sistema per produrre facilmente ed economicamente grandi quantità di energia come abbiamo scritto. Tuttavia, nonostante i titoli molto ottimistici di alcuni giornali e l’entusiasmo degli autori della sperimentazione, il progresso raggiunto è ancora limitato e non risolve completamente il problema del bilancio energetico. Ci vorranno nuovi passaggi e probabilmente ancora decenni prima di avere una prima centrale elettrica a fusione. Addirittura taluni esperti mettono persino in dubbio la possibilità che questo possa realmente avvenire.
Ciò che distingue la fissione dalla fusione
È trascorso già oltre mezzo secolo da quando produciamo energia elettrica che ci arriva dal nucleare attraverso la fissione. Un processo che prevede una reazione di questo tipo: i nuclei di atomi pesanti (come gli isotopi plutonio 239 e uranio 235) vengono indotti a spezzarsi, con la conseguente produzione di nuclei con numero atomico inferiore. Da questo passaggio accade che si liberi una grande quantità di energia termica la quale arriva nelle centrali nucleari per essere sfruttata nella trasformazione da acqua ad alta pressione in vapore, che fa girare turbine cui sono collegati alternatori per produrre infine energia elettrica. Un procedimento che permette, pur sempre, di ottenere energia elettrica a costi contenuti e con un relativo impatto ambientale se paragonato alla produzione che si ottiene da combustibili fossili, come gas e carbone. Anche questa reazione in ogni caso non è scevra da controindicazioni: essa deve essere tenuta sotto controllo affinché si eviti il rischio che si inneschi un processo non controllato con conseguenti e gravi contaminazioni poiché il processo lascia in scorie radioattive residui altamente pericolosi, che devono essere conservati con cura e isolati dall’ambiente circostante. E in effetti c’è anche questo tra i motivi per cui da alcuni decenni i ricercatori si stanno impegnando a costruire un reattore alternativo a quelli a fissione, che possa funzionare con lo stesso principio di ciò che tiene “acceso” il Sole: la fusione nucleare.
Ecco cos’è la fusione nucleare
Esattamente all’opposto di quello che avviene con la fissione in cui i nuclei pesanti vengono spezzati in frammenti più piccoli, nella fusione nucleare i nuclei leggeri (come quello dell’idrogeno) si uniscono tra di loro per ottenerne di più pesanti. Lungo questo processo si arriva alla formazione di nuovi nuclei la cui massa è minore rispetto alla somma delle masse di quelli di partenza: la massa che manca è emessa come energia, che può poi essere sfruttata. Una “formula” che funziona a menadito in teoria ma che nella pratica ha bisogno di essere universalmente condivisa e scientificamente replicabile. In effetti, per arrivare a questo traguardo che cambierebbe la storia del pianeta nel corso degli anni sono stati messi a punto diversi sistemi che hanno reso possibile produrre (ma in dimensioni molto limitate) fenomeni simili a quelli che avvengono nel Sole. Così pur riuscendo a riprodurre da tempo la fusione qui sulla Terra di ciò che avviene con il Sole sperimentiamo che si impiega troppa energia per farlo rispetto all’energia che si ottiene al termine del processo. Sicché il bilancio energetico è rimasto costantemente negativo in tutti gli esperimenti di questi anni tanto da rendere il sistema non efficiente a sufficienza. Strade già esplorate per la fusione nucleare ve ne sono state diverse: quella dei Tokamak, per esempio, che sono grandi macchine sperimentali a forma di ciambella nelle quali si producono il vuoto e un intenso campo magnetico necessario per costringere i nuclei degli atomi a vincere la loro repulsione reciproca, come avevamo spiegato più estesamente qui. Un’altra strada impiega invece potenti laser per ottenere più o meno lo stesso identico risultato che, negli Stati Uniti, questa volta, potrebbe portare un vero risultato. Se questo fosse vero, è facile dedurre, cambierebbe l’intero equilibrio geo politico determinato non poche volte proprio dalla fortuna di avere fonti energetiche naturali e/o combustibili come il gas ed il petrolio che muovono miliardi di motori nel mondo.
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