venerdì, dicembre 23, 2022

IL MONDO HA SCOPERTO IL NUCLEARE DEL FUTURO: IL PASSAGGIO DALLA “FISSIONE” ALLA “FUSIONE” NUCLEARE, CONSENTIRÀ DI PRODURRE ENERGIA PULITA E SENZA LIMITI.


Oristano 23 dicembre 2022

Cari amici,

Il termine “NUCLEARE” finora ha scatenato emozioni in larga parte negative: dalla devastante bomba nucleare di Hiroshima alle attuali centrali civili che producono energia ma creano scorie radioattive di difficilissimo smaltimento; insomma, l’energia ricavata dall’atomo mette sempre una grande paura. Eppure la scienza dell’atomo, in un prossimo futuro, sarà quasi certamente uno degli alleati con cui potrà essere costruito un domani energeticamente più sostenibile, pulito e privo di gas, carbone e delle emissioni di CO2.

Il futuro, amici, oltre le rinnovabili, senza ombra di dubbio utili e prive di effetti inquinanti, avrà bisogno d’altro (le rinnovabili da sole potrebbero non bastare), ed ecco allora che l’atomo dovrà per forza essere riconsiderato, soprattutto se utilizzato con un processo diverso da quello attuale: ovvero passando dalla FISSIONE ALLA FUSIONE nucleare vera e propria. Ma quale differenza c’è tra fissione e fusione nucleare? I due sistemi sono l’uno l’opposto dell’altro. Vediamo come e perché.

La “FISSIONE NUCLEARE” è un particolare processo atomico scoperto nel 1938, dal fisico tedesco Otto Han e dalla fisica austriaca Lise Meitner. Questo processo è costituito da un atomo di uranio (o di torio) che, colpito e bombardato con un neutrone, tende a scomporsi e spezzarsi in due originando a sua volta altre particelle subatomiche. Alcune, a causa della loro carica positiva, tendono a respingersi tra di loro attraverso l'emissione di un’elevata quantità di energia cinetica, mentre le altre, quelle con carica negativa, sono in grado, se innescate, di produrre a loro volta altre reazioni di fissione. L’energia cinetica delle particelle di carica positiva, trasformata in calore, può riscaldare dell’acqua fino a produrre vapore: questo, a sua volta, azionando una turbina, diventa energia elettrica. Purtroppo, il processo di fissione produce scorie e rifiuti radioattivi, il cui impatto sulla salute umana e del Pianeta, se non gestito correttamente, risulta drammatico e catastrofico.

La “FUSIONE NUCLEARE”, invece, è il processo opposto a quello della fissione, dove gli atomi di uranio o torio, vengono bombardati con neutroni, producendo così energia; nella fusione, infatti, atomi leggeri (come l'idrogeno) si fondono tra loro formandone di più pesanti. L’unione, o appunto la fusione, di questi atomi genera un altro elemento, l’elio, e rilascia anche in questo caso un’enorme quantità di energia sotto forma di calore. È la stessa reazione nucleare che avviene nel Sole e all’interno delle altre stelle, dove nuclei di elementi leggeri come deuterio e trizio, a temperature e pressioni elevate, si fondono insieme formando nuclei di elementi più pesanti come l’elio emettendo moltissima energia.

In realtà, ottenere e controllare questo tipo di reazioni in laboratorio e poi all’interno di un reattore a fusione, oggi è purtroppo ancora molto complicato, ma gli studi continuano e oggi si può dire che si è quasi arrivati alla soluzione. Alcuni di questi studi sono in stadio alquanto avanzato e c’è la speranza di arrivare presto alla produzione di energia. Una volta che avremo imparato a innescarla e controllarla, questa reazione atomica sarà una fonte inesauribile e illimitata di energia. Non andrà mai incontro, infatti, a scarsità di combustibile dal momento che l’idrogeno si può estrarre dall’acqua, praticamente infinita sul nostro Pianeta. La fusione nucleare sarà la vera sfida energetica del futuro! 

Gli studi continuano senza sosta: in Gran Bretagna, negli USA e anche in Italia. In Gran Bretagna si studia un cannone a fusione nucleare di 20 metri; si chiama Big Friendly Gun (BFG), ed è stato realizzato dalla società britannica First Light Fusion. La gigantesca pistola d'acciaio funziona sparando un pistone ad alta velocità con 6,6 libbre di polvere da sparo. Accelerando la canna, il pistone, comprimendo il gas idrogeno mentre si muove, entra in un segmento di cono che schiaccia il gas in un punto minuscolo prima che scoppi attraverso una guarnizione metallica. Spara poi un proiettile a 4,3 miglia al secondo in una camera a vuoto dove colpisce un bersaglio di combustibile da fusione nucleare, producendo temporaneamente le condizioni in cui i nuclei possono fondersi insieme. First Light Fusion genererà elettricità utilizzabile negli anni '30. L'energia sarà sulla rete entro il prossimo decennio.

Come ha annunciato il Financial Times, anche negli USA gli studi avanzano. Un gruppo di ricerca, che ha utilizzato la National Ignition Facility da 3,5 miliardi di dollari, sta realizzando il laser più grande del mondo, che è stato progettato principalmente per testare armi nucleari simulando esplosioni, operando su "un processo chiamato fusione a confinamento inerziale, che prevede il bombardamento di un piccolo pellet di plasma di idrogeno con il laser più grande del mondo". L'esperimento "ha raggiunto un guadagno netto di energia in un esperimento di fusione nelle ultime settimane".

Amici, la maggior parte della ricerca sulla fusione si concentra, dunque, su un metodo alternativo, la cosiddetta fusione a confinamento magnetico, in cui potenti magneti trattengono ampie quantità d'idrogeno che vengono riscaldate a temperature estreme in modo che i nuclei atomici si fondano. Su questo campo lavora anche l’ENI, che è tra le società italiane maggiormente attente a sviluppare studi sulla fusione, che, se realizzata, potrebbe aprire la strada a un vero salto in avanti nella transizione energetica, offrendo il gancio tra un nucleare funzionante e l'annullamento di pressoché ogni emissione di carbonio.

Cari amici, la strada intrapresa è senz’altro quella giusta, anche se la realizzazione di una centrale a fusione nucleare è ancora molto lontana. Ma il traguardo a cui si è arrivati, non possiamo negare che sia una delle più grandi scoperte scientifiche dei nostri giorni; sicuramente è in grado di aggiungere un tassello importante verso quella transizione energetica che potrà davvero dare un grande futuro al mondo.

A domani, amici.

Mario

 

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