Come imbottigliare una stella: il Reattore a Fusione Nucleare

Ci sono molti fenomeni che siamo in grado di sfruttare per la produzione di energia. Ma essendo la natura umana così ambiziosa, è sempre stato nei nostri desideri raggiungere un livello di tecnologia tale da produrre un’energia talmente potente da alimentare un’intera nazione, e allo stesso tempo che non produca scorie, o che non sia tossica.
Ma l’energia più potente che potremmo sfruttare è proprio una difficile da ottenere: l’energia di una stella.
Come potremmo imbottigliare il Sole? Se ci riuscissimo avremmo un’energia pressoché infinita, ma la questione è molto più complessa di quanto si possa immaginare, e prima di arrivare al lato ingegneristico, dobbiamo passare al lato scientifico del nostro problema, spiegando il concetto di fusione nucleare.

In fisica nucleare, la fusione è il processo di reazione nucleare attraverso il quale due nuclei atomici vengono compressi tanto da far prevalere la forza di compressione sulla repulsione elettromagnetica, unendosi tra loro e generando un nucleo di massa minore alla somma delle masse dei due atomi compressi.
Ciò vuol dire che una piccola quantità di massa si è trasformata in energia, una ENORME quantità di energia!
L’energia necessaria per portare gli elementi alla soglia di fusione è gigantesca, e necessita di un’altissima temperatura e pressione, che si può trovare solo nel nucleo di una stella!
Di conseguenza, la Fusione Nucleare è il motore energetico… eh si, del Sole!
Per le sue estreme condizioni di temperatura e pressione, la fusione nucleare non è ancora un metodo per produrre energia sulla Terra, dato che la tecnologia non è ancora abbastanza sviluppata per programmi di una portata che possiamo definire Galattica, ma sono in corso diverse sperimentazioni, e ora analizzeremo questi metodi di produzione di energia tramite fusione nucleare.

Gli atomi che le stelle fondono sono generalmente quelli di idrogeno, in particolare deuterio e trizio, due isotopi (stessi atomi ma con un numero di neutroni maggiore, e quindi con una massa più grande) dell’idrogeno stesso.
Per fondere gli atomi vanno portati ad un energia enorme, tale da formare un nuovo stato della materia: il plasma, in cui gli elettroni si separano dai nuclei atomici.
Essendo una temperatura gigantesca, è necessario confinare il plasma, poiché non esiste nessun materiale in grado di contenerlo, ed è possibile farlo attraverso due metodi di confinamento:

-Confinamento magnetico, in cui il plasma è immerso in una camera vuota delimitata da supermagneti che impediscono il contatto con il recipiente, grazie alla conduttività elettrica del plasma, che lo porta a temperatura adeguata oltre che a confinarlo;

-Confinamento inerziale, in cui il plasma racchiuso in una forma sferica viene compresso da 28 laser ad alta energia che portano l’idrogeno allo stato plasmatico, e lo racchiudono allo stesso tempo.

Il metodo di Confinamento magnetico è però molto costoso a livello energetico, e l’energia ottenuta non eguaglia quella spesa, come invece avviene nel Confinamento inerziale.

Un altro problema sarebbe il fatto che il trizio di cui parlavamo sopra è radioattivo, ma il lato positivo è che è possibile utilizzare al suo posto un isotopo dell’elio, di cui la luna è particolarmente ricca grazie all’azione dei venti solari nell’arco di milioni di anni.

Forse sarebbe meglio investire sulle fonti rinnovabili piuttosto che sulla fusione nucleare, o forse sarebbe molto più produttivo sperimentare questo reattore.
Ad ogni modo, solo il tempo ci darà la risposta alle nostre domande, ma senza alcun dubbio l’umanità farà la scelta giusta quando ci sarà bisogno di farla.
Dare fiducia all’Ingegneria e alla Fisica è l’unico modo per progredire in uno dei campi scientifici più complessi di sempre, più rischiosi, ma anche più affascinanti.

 

Luigi Marchese

 

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