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La Cina è già pronta per la fusione nucleare?

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Un dispositivo capace di generare energia illimitata e pulita che funzioni come il Sole? I segreti della fusione nucleare che la scienza rincorre da settant'anni stanno per essere svelati? In Cina non solo ne sembrano convinti, ma dicono anche che il loro ‘Sole artificiale’ sarebbe già pronto per l’accensione.

In Cina promettono che presto entrerà in funzione il loro "Sole artificiale", un dispositivo a fusione nucleare capace di produrre energia replicando le reazioni che si verificano al centro della nostra stella. La notizia è quanto mai da prendere con le molle, è probabile che gli scienziati cinesi che lavorano al HL-2M Tokamak, così si chiama il dispositivo, si siano fatti prendere dall’entusiasmo oppure vogliano attirare un po’ i riflettori sul loro lavoro. In caso contrario, se veramente fosse vero che stanno per conquistare il progresso dell’energia da fusione, allora vorrebbe dire che saremmo di fronte ad una rivoluzione economica, politica e culturale epocale per l’intera nostra specie.

Per spiegare che non stiamo esagerando, prima di entrare nella notizia, facciamo un passo indietro e spieghiamo che cos’è l’energia da fusione e perché coglierne i segreti sarebbe così importante.

Energia da fissione ed energia da fusione

L’energia nucleare che conosciamo finora è quella da fissione, cioè quella che si ottiene scindendo il nucleo di un elemento chimico pesante, come l’uranio o il plutonio, in nuclei atomici più leggeri. La somma delle masse degli elementi più leggeri risulta inferiore rispetto alla massa dei nuclei originari. La massa che si perde dalla scissione viene trasformata in energia, grazie alla famosa equazione E=mc2.

Stella - rappresentazione artistica - Sputnik Italia
E=mc2 la formula dell’immaginazione
Dall’atomo, tuttavia, può essere prodotta energia non solo scindendo ma anche, al contrario, fondendo. E’ quello che fanno regolarmente il Sole e le altre stelle – le forti pressioni ed il forte calore permettono agli atomi degli elementi leggeri di fondersi in elementi al contrario via via più pesanti. In pratica il processo uguale ma contrario della scissione. Anche qui la somma della massa dei nuovi atomi è minore a quella degli atomi di partenza perché una parte si è trasformata in energia. Quindi perché non fonderli gli atomi invece che scinderli se il punto di partenza della fusione sono atomi leggeri, semplici e non radioattivi? Semplice, perché per scindere gli atomi basta colpirli con un elettrone, per fonderli servono invece pressioni e temperature che solo nel Sole si possono avere. Per la verità alcuni esperimenti hanno dimostrato che anche sulla Terra si possono riprodurre determinate condizioni e creare supertemperature capaci di fondere elementi leggeri. Finora tuttavia si sono osservati due grossi inconvenienti che hanno impedito di passare dalla teoria della fusione, alla pratica di una vera e propria centrale a fusione nucleare.

Problemi di realizzazione delle centrali a fusione

Il primo problema evidenziato dalla pratica è molto intuitivo – finora tutte le volte che gli scienziati sono riusciti a produrre energia da fusione hanno consumato più energia per creare la fusione rispetto a quanta la fusione stessa ne abbia sprigionata. Il gioco finora è quindi sempre stato non conveniente.

Il secondo problema evidenziato è che sì, si possono raggiungere le temperature del Sole riscaldando il plasma ma poi questo plasma a milioni di gradi Celsius in che contenitore lo gestisci?

Per risolvere questo secondo problema la scienza punta tutto sulle cosiddette ‘camere toroidali magnetiche’. In pratica si tratta di grandi camere a forma di ciambella in cui il plasma può essere portato a qualsiasi temperatura perché non entra mai in contatto con le pareti della camera stessa che lo contiene dal momento che viene tenuto sospeso da un campo magnetico prodotto da potenti magneti posti all’esterno.

Cosa avrebbe di diverso il Tokamak HL-2M cinese e perché dicono ce la potrebbe fare

L’ HL-2M Tokamak, fa parte del progetto Experimental Advanced Superconducting Tokamak, attivo già dal 2006. A marzo, un funzionario della China National Nuclear Corporation ha annunciato che la costruzione del dispositivo sarebbe stata completata entro la fine dell’anno. La bobina di sospensione elttromagnetica è stato installato a giugno ed il resto dei lavori è sempre proceduto senza intoppi, ha riferito poi l’agenzia di stampa Xinhua a novembre.

Ora, Duan Xuru, capo del Southwestern Institute of Physics, che fa parte del progetto, ha annunciato alla China Fusion Energy Conference che il dispositivo diventerà operativo nel 2020. Per operativo si intende che produrrà un plasma che raggiungerà temperature a oltre 200milioni di gradi Celsius, addirittura 13 volte più caldo del centro del Sole e il doppio rispetto a qualsiasi altro dispositivo simile creato in precedenza dall’uomo.

James Harrison, un fisico che lavora per l’Autorità per l'energia atomica del Regno Unito (UKAEA), e specializzato in energia da fusione, ha dichiarato a Newsweek che il Tokamak cinese HL-2M differirebbe da altri dispositivi a causa della particolarità del suo campo magnetico che lo renderebbe notevolmente più stabile e adatto alla produzione dell’energia da fusione.

Harrison ha spiegato: "I dispositivi di fusione a confinamento magnetico - come i tokamak - in genere depositano il calore di scarico e le particelle dal nucleo che produce la fusione in uno strato molto stretto, largo da centimetri a millimetri, il che porta a carichi di calore e particelle molto elevati che possono danneggiare le superfici che rivestono l'interno del dispositivo in un reattore; la flessibilità disponibile sull’HL-2M consentirà invece ai ricercatori di esplorare nuove soluzioni a questo problema".

Non che questa spiegazione di Harrison sia particolarmente chiara dobbiamo ammettere, ma l’entusiasmo dimostrato, persino da scienziati occidentali come lui, sta facendo a molti sperare (o temere) che questa iniziativa dalla Cina potrà essere risolutiva. D’altra parte, pensate solo a quanti potrebbero essere i vantaggi dell’energia da fusione se si riuscisse veramente a conquistare:

  • Il combustibile di partenza non è altro che l’idrogeno – praticamente inesauribile dal momento che si trova nell’acqua. Qualsiasi Paese che avesse uno sbocco al mare, ma anche solo fiumi o laghi, non avrebbe più problemi di materia prima.
  • L’energia prodotta sarebbe assolutamente pulita con CO2 zero immessa in atmosfera. Quindi niente inquinamento e riscaldamento globale da immissioni.
  • Bassissimi residui radioattivi e decadimento rapido delle poche scorie – (poche decine di anni contro le migliaia di anni delle scorie invece da fissione)
  • Nessuna possibilità di incidenti come quelli di Cernobyl, Three Mile Island o Fukushima.
  • Impossibilità di reazioni a catena volutamente incontrollate e produzioni armi atomiche a partire da questo tipo di energia.
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