Dalla sua prima dimostrazione sperimentale nel 1958, la fusione nucleare è rimasta fuori portata come fonte affidabile di energia. Per tutto: dai velivoli spaziali alle centrali elettriche. Perchè? La reazione di fusione nucleare è difficile da fare perchè è difficile da controllare. Più di tutto, è difficile confinare il plasma (il gas ionizzato che raggiunge anche 100 milioni di gradi Celsius).
Gli scienziati lavorato a lungo per migliorare il confinamento del plasma e quindi la reazione di fusione nucleare. Due metodi principali sono il confinamento magnetico e il confinamento inerziale. E quest’ultimo finalmente è riuscito a produrre una reazione nucleare che si autoalimenta.
Reazione di fusione nucleare, una pietra miliare
Per la prima volta, una reazione di fusione ha raggiunto una produzione di energia record di 1,3 megajoule e ha superato l’energia assorbita dal combustibile utilizzato per innescarla. Si, c’è ancora molta strada da fare, ma il risultato è un miglioramento enorme: 8 volte maggiore rispetto a pochi mesi prima e 25 volte maggiore rispetto al 2018.
I fisici della National Ignition Facility presso il Lawrence Livermore National Laboratory stanno per pubblicare i loro risultati.
“Questo risultato è un passo importante per la ricerca su come creare una reazione di fusione. Apre un nuovo modo di esplorare e migliorare le nostre missioni di sicurezza nazionale. Il team che ha reso possibile questo risultato ha lavorato duramente per molti anni,” dice Kim Budil , direttore del Lawrence Livermore National Laboratory.
La fusione a confinamento inerziale: è nata una stella
Tutto comincia con una capsula di carburante, costituita da deuterio e trizio, isotopi più pesanti dell’idrogeno. Questa capsula di carburante viene poi messa in una camera d’oro cava delle dimensioni di una gomma da cancellare: tecnicamente si chiama hohlraum.
A questo punto, 192 raggi laser ad alta potenza vengono “sparati” sull’hohlraum, dove vengono convertiti in raggi X. Questi raggi X fanno implodere la capsula del carburante, riscaldandola e comprimendola in condizioni paragonabili a quelle del centro di una stella. Parliamo di temperature superiori a 100 milioni di gradi Celsius (180 milioni di Fahrenheit) e pressioni superiori a 100 miliardi di atmosfere terrestri.
La reazione trasforma la capsula in una minuscola massa di plasma.
L’obiettivo della reazione? Produrre più energia di quella che ci metti dentro.
Secondo le misurazioni del team, la capsula di carburante ha assorbito oltre cinque volte meno energia di quella generata nel processo di fusione.
È il risultato del duro lavoro sull’esperimento. Gli scienziati hanno apportato molte modifiche, compreso il design dell’hohlraum, una nuova tecnologia per i laser e modifiche per aumentare la velocità di implosione della capsula.
E adesso?
Il team ha presentato i suoi risultati al 63° incontro annuale dell’American Physical Society. Ora prevede di condurre esperimenti di follow-up per vedere se possono replicare il risultato e studiare il processo in modo più dettagliato.
Non so quando l’umanità riuscirà a sfruttare l’energia della reazione di fusione nucleare, ma per quanto questo momento potrà essere lontano, oggi è un po’ più vicino.
