13 dicembre 2022. In Italia sono da poco passate le quattro del pomeriggio quando da oltreoceano arriva l’annuncio: per la prima volta nella storia, una fusione nucleare controllata ha prodotto più energia di quanta non ne sia stata impiegata per alimentare la reazione. E c’è già chi strilla al risultato scientifico del secolo!
Fusione nucleare: l’esperimento americano
L’sperimento è avvenuto il 5 dicembre scorso, nei laboratori della National Ignition Facility, in California. All’interno di una camera a vuoto, gli scienziati hanno puntato 192 fasci laser contro un cilindro forato contenente una piccola sfera di deutero e trizio, isotopi dell’idrogeno necessari a ottenere la fusione nucleare. «Penetrando attraverso i fori del cilindro, i fasci laser hanno colpito la parte interna del contenitore, generando dei raggi X che a loro volta hanno colpito il guscio della sferetta, asportandolo e trasformandolo in plasma – un gas di particelle elettricamente cariche». Dice ai microfoni dell’ANSA Fabrizio Consoli, responsabile del laser per la fusione ABC dell’ENEA. «Espandendosi, il plasma ha compresso il deuterio e il trizio fino a ottenere la pressione e la temperatura ideali per innescare la reazione di fusione nucleare» (fonte: ANSA).
Per alimentare i fasci laser e riscaldare il plasma ci sono voluti 2,1 megajoule di energia. Alla fine del processo, l’energia prodotta ammontava a 2,5 megajoule, segnando così un significativo guadagno netto. Benché l’analisi dei dati sia tuttora in corso, mai, nella storia della fusione nucleare, un simile traguardo era stato raggiunto.
Ma in cosa consiste la fusione nucleare? E quali sono le differenze con l’altra reazione nucleare, la fissione?
La fissione nucleare
La fissione nucleare, già largamente usata per scopi civili e, ahinoi, in passato, anche per scopi bellici, consiste nel prendere il nucleo di un atomo sufficientemente pesante, come l’Uranio, e scinderlo in due elementi più leggeri. Durante il processo si libera un’elevata quantità di energia, ma anche materiale altamente radioattivo. In altre parole, e in estrema sintesi, in un lasso di tempo che può variare da poche settimane a milioni di anni, i prodotti di scarto della fissione andranno incontro a quello che in gergo viene chiamato decadimento. Spontaneamente si trasformeranno in altri elementi, sprigionando radiazioni nucleari dannose per gli organismi viventi.
La fusione nucleare
La fusione è la reazione nucleare che avviene all’interno delle stelle. In questo processo, due nuclei di atomi leggeri, come l’Idrogeno, si combinano in uno più pesante, l’Elio. Anche nella fusione la quantità di energia prodotta è considerevole, ma rispetto a sua sorella – la fissione – possiede un grande vantaggio: non produce scorie radioattive – o ne produce pochissime.
La reazione è tuttavia ostacolata dalla forza di repulsione elettrostatica, che impedisce a due nuclei di avvicinarsi oltre un certo limite: l’unico modo per vincere questa repulsione è che le temperature in gioco siano sufficientemente elevate, così da agitare le particelle e aumentare la probabilità che si scontrino. Purtroppo, fornaci così calde si trovano solamente dentro le stelle.
Lasciar perdere, dunque? Anche no. Se non siamo in grado di riprodurre il comportamento del nostro Sole, possiamo almeno provare a ‘imitarlo’. Ed è ciò che hanno fatto gli scienziati della Nif, sostenendo con successo una prima fusione nucleare a confinamento inerziale – e non a confinamento magnetico, sulla quale in molti stanno scommettendo, Europa e Italia comprese.
L’importanza di questo risultato va ben oltre l’orizzonte scientifico. La fusione nucleare usa elementi (idrogeno) facilmente reperibili sul nostro pianeta, non produce CO2, né materiale eccessivamente radioattivo, ed essendo il plasma confinato il processo risulta del tutto sicuro. Potenziale difficile da ignorare, benché dovremo aspettare ancora molti anni prima di vedere un reattore in funzione. Ma una svolta era attesa da decenni, e finalmente è arrivata.
