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Cos'è la fusione nucleare: sostenibilità più vicina col nuovo record?

Energia quasi illimitata e da una fonte facile da trovare, senza inquinare o lasciare scorie radioattive. E' quanto promette la fusione nucleare da record appena realizzata, che ha "acceso una stella" in mezzo al Regno Unito
{icon.url}16 Febbraio 2022 - ore 21:42 Redatto da Redazione Meteo.it
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16 Febbraio 2022 - ore 21:42 Redatto da Redazione Meteo.it

Nelle campagne di Culham, accanto a Oxford nel Regno Unito, per alcuni secondi è stata letteralmente accesa una stella, generando una quantità record di energia grazie alla tecnologia a fusione nucleare. Il tutto all'interno dell’impianto europeo Jet, Joint european torus, il più grande reattore nucleare sperimentale finora costruito sulla faccia della Terra. Anche se è ancora molto presto per dire di avere tagliato un traguardo di portata storica, se si riuscisse a consolidare il risultato raggiunto sarebbe possibile generare una quantità di energia elevatissima, spesso in termini giornalistici si parla di una quantità "praticamente illimitata", con una quantità infima di emissioni di CO2 e di altre sostanze inquinanti e anche senza lasciare scorie nucleari, al contrario della fissione usata nelle centrali conosciute finora.

Il nucleare è una soluzione per la crisi climatica?

Proprio in queste settimane stiamo facendo tra l'altro i conti con un rincaro senza precedenti delle bollette di energia elettrica e gas, con cifre da record che ricadono sui conti delle imprese e sulle tasche delle famiglie. Il motivo di questa crescita dei prezzi è molto semplice: la carenza di materie prime per produrre energia pulita, in parallelo a un aumento del costo associato alle emissioni nocive di anidride carbonica. Insomma, anche l'attualità della crisi climatica ed energetica evidenzia la necessità di trovare nuove soluzioni in grado di risolvere un problema sempre più grave e urgente.

(foto: Pixabay)

Un esperimento per ricavare energia pulita in gran quantità

I ricercatori del Jet si sono focalizzati sulla fusione con un combustibile basato su due isotopi dell’idrogeno, il deuterio e il trizio, e sono stati in grado di generare in soli 5 secondi la quantità record di 59 megajoule di energia (ossia 16,4 chilowattora), equivalenti a circa 14 chilogrammi di trinitrotoluene (Tnt), utilizzando una macchina dotata di una camera toroidale magnetica e denominata Tokamak. In questo apparecchio di grandi dimensioni, il gas viene portato ad altissima temperatura (150 milioni di gradi celsius, pari a circa 10 volte la temperatura del centro del Sole) e mantenuto coeso e lontano dalle pareti. Una volta generate le opportune condizioni di temperatura e pressione, i nuclei atomici presenti all'interno della camera si fondono insieme per formare nuovi elementi, rilasciando grandi quantità di energia.

Un modello in scala del Tokamak (foto: Wikimedia Commons)

Di fatto quello riprodotto è lo stesso processo che alimenta il Sole e le altre stelle, anche se in natura il tutto si svolge a temperature minori. Un esperimento simile era stato condotto già nel 1997, quando erano stati prodotti 21,7 megajoule, poco più un terzo rispetto al nuovo valore raggiunto. Insomma, il risultato appena registrato è stato molto positivo e ha messo in luce i benefici di più di due decenni di test e perfezionamenti della macchina per la fusione nucleare costruita a scopi commerciali. Il risultato, ottenuto grazie alla collaborazione di quasi 5mila esperti (tra cui vari italiani) è un passo in avanti cruciale verso la produzione di energia eco-sostenibile in grande quantità: basta pensare che, a questo ritmo, in una sola giornata di operatività si avrebbe un'energia complessiva generata di 283 megawattora. Il che equivale, grossomodo, al consumo di 35mila famiglie.

Un settore dalle enormi potenzialità

I risultati ottenuti durante l'esperimento condotto nel Regno Unito dai ricercatori del Jet sono molto soddisfacenti, ma la strada da percorrere è ancora lunga. Per produrre una quantità di energia veramente utile per combattere i problemi della crisi climatica serviranno numerose centrali nucleari di tipo nuovo, oltre a una vera e propria riorganizzazione del settore energetico. Ma meglio non precorrere i tempi: se tutto procede correttamente, il prossimo passo sarà la costruzione di una prima centrale elettrica dimostrativa europea collegata alla rete e in grado di alimentarsi sfruttando solo la fusione nucleare.

L’interesse verso questo settore è notevole per una lunga serie di motivi. Anzitutto la grande efficienza energetica del processo: 1 chilogrammo di combustibile da fusione contiene circa 10 milioni di volte l’energia contenuta in altrettanto carbone, petrolio, gas naturale o altre fonti fossili. E l'energia fossile come sappiamo è anche tra le principali cause del riscaldamento globale e dell’inquinamento atmosferico, mentre i processi di fusione nucleare garantiscono la produzione di energia in maniera sostenibile, senza causare danni ambientali dato che non vengono immesse nell’aria sostanze nocive.

Anche dal punto di vista delle scorie radioattive si può essere tranquilli, in quanto questi processi - a differenza delle reazioni di fissione nucleari usate finora per bombe e centrali atomiche - non producono alcun tipo di scorie pericolose per la nostra salute. L'elemento generato dalla fusione, in particolare, è l'elio. Un ulteriore aspetto da non sottovalutare riguarda la facilità nel reperire i due isotopi dell’idrogeno: il deuterio è presente in abbondanza nell’acqua di mare mentre il trizio, pur essendo raro, è generato da specifiche reazioni che avvengono a partire dal litio contenuto in molte delle rocce che compongono la crosta terrestre.

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