Da decenni la comunità scientifica sogna di realizzare la fusione nucleare. Un processo che, se realizzato, potrebbe diventare una fonte di energia pulita e praticamente infinita. Negli anni i laboratori di tutto il mondo hanno lavorato per capire come funziona questo fenomeno e, soprattutto, come attuarlo per risolvere i nostri bisogni energetici.
I ricercatori sostengono che siamo molto vicini alla soglia di accensione . Cioè dal momento in cui l'energia prodotta supera quella utilizzata per provocare la reazione. Come in altre occasioni, ingegneri e scienziati si ispirano ai meccanismi utilizzati dalla natura per offrire soluzioni ai bisogni degli esseri umani. Per essere più esatti, un reattore a fusione nucleare imita i fenomeni che si verificano nel nucleo delle stelle.
Imitando la fusione naturale delle stelle
Ingegneri e scienziati che stanno lavorando alla progettazione e costruzione di reattori sperimentali a fusione nucleare cercano di imitare ciò che accade all'interno delle stelle per ottenere una grande quantità di energia.
Ad esempio, al cotone biologico viene applicata l'etichetta Progetto EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak). , sviluppato dalla Cina e conosciuto come quello che potrebbe essere un "sole artificiale", mira a creare energia pulita quasi illimitata. "La recente operazione getta solide basi scientifiche e sperimentali per il funzionamento di un reattore a fusione", Lo ha detto a Xinhua Gong Xianzu, un ricercatore dell'Istituto di fisica del plasma dell'Accademia cinese delle scienze, che ha guidato l'ultimo esperimento.
Un sole artificiale che ha moltiplicato per cinque la temperatura del Sole per più di 17 minuti, raggiungendo temperature di 70 milioni di gradi Celsius. Un processo che non richiede combustibili fossili e non lascia residui.
reattore JET
Ma non è l'unico esperimento scientifico a imitare il modo in cui il Sole si nutre. Il reattore JET (Joint European Torus) con sede nel Regno Unito ha recentemente aperto le porte a un'energia pulita e quasi illimitata producendo 59 megajoule di energia durante un'esplosione di 5 secondi di fusione nucleare. Una cifra che significa raddoppiare il precedente record di 21.7 megajoule stabilito dalla struttura nel 1997.
Il processo che alimenta le stelle riunisce atomi di idrogeno a temperature dieci volte superiori a quelle del Sole, che poi si legano insieme per rilasciare una grande quantità di energia. "Abbiamo dimostrato che possiamo creare una mini-stella all'interno della nostra macchina e tenerla lì per cinque secondi e ottenere un throughput elevato, il che ci porta davvero in un nuovo regno", ha spiegato il dottor Joe Milnes, responsabile delle operazioni di laboratorio del reattore JET. .
Uno dei maggiori vantaggi della fusione nucleare è che non richiede abbondanza di combustibili e le quantità di rifiuti che genera sono ridotte , rifiuti radioattivi di breve durata . Inoltre, non produce gas serra.
reattore JET
fusione nucleare guidata da laser
Le promesse della fusione nucleare sono viste da molti come le risposta alla crisi energetica stiamo attraversando proprio ora. Mentre alcune persone sono già passate all'autoconsumo a energia solare, gli esperimenti avviati presso la National Ignition Facility (NIF) presso il Lawrence Livermore National Laboratory in California, USA, hanno convalidato un modo per produrre energia nucleare dalla fusione guidata dal laser.
Una pietra miliare che è stata sulla copertina di rivista Nature , in cui si mostra che il plasma viene compresso e riscaldato, potendo fornire il proprio calore. Come gli studi sopra citati, gli ingegneri ei fisici coinvolti in questo progetto stanno cercando di imitare ciò che accade all'interno delle stelle.
Uno dei passaggi più critici è avere un generatore netto di energia, "un plasma in fiamme in cui la fusione nucleare è la principale fonte di calore per mantenere il combustibile in uno stato plasmatico abbastanza caldo da consentire ulteriori reazioni di fusione". ”. Alex Zylstra e il suo team sono riusciti a fare questo grande passo in laboratorio. L'esperimento dettagliato in Nature utilizza il energia di 192 raggi laser riscaldare molto rapidamente l'interno di un cilindro cavo, generando raggi X. Di conseguenza, gli isotopi dell'idrogeno si fondono “producendo un neutrone e una particella alfa, che è il nucleo di un atomo di elio. Le particelle alfa entrano in collisione con il plasma, autoriscaldando il carburante".
Gli scienziati hanno iniziato a lavorare sulla fusione nucleare quasi 50 anni fa, periodo in cui sono emerse le prime tecniche di confinamento magnetico. Tuttavia, nonostante i progressi citati in questi studi, ci sono ancora enormi sfide che devono essere risolte prima che un reattore a fusione nucleare commerciale possa vedere la luce del giorno.
