La fusione nucleare, attualmente in fase di sperimentazione, riproduce in laboratorio le interazioni tra alcuni nuclei atomici come avviene all’interno del sole!
La necessità di produrre energia da fonti alternative spinge alla sperimentazione di metodi più ecologici come l’eolico, o il solare. La non più procrastinabile decarbonizzazione, visti i livelli dell’inquinamento atmosferico e dell’aumento delle temperature medie del pianeta oltre alla non infinita disponibilità delle fonti fossili, fa usare procedimenti (energia nucleare da fissione) e sperimentare nuove tecniche come quella per fusione nucleare.
L’energia nucleare prodotta dalle centrali attuali è generata per fissione. In Italia è stata, di fatto, bloccata per le norme variate dall’esito del referendum del novembre 2011.
La ritrosia degli italiani ad avere centrali nucleari dietro l’angolo ha due motivi principali.
Il primo è costituito dalla notevole quantità di scorie radioattive prodotte dalla fissione. Queste pongono il grosso problema del loro stoccaggio in assenza di un sito nazionale dedicato e lungi dall’essere costruito (https://www.depositonazionale.it). Però, nonostante l’inattività delle centrali nucleari in Italia a causa del referendum, c’è una notevole produzione di scorie radioattive provenienti dalle attività del settore sanitario come ricerca, diagnostica e terapia ed anche in questo caso emergono gravi problemi di stoccaggio. Intanto comuni e regioni utilizzano dei depositi locali.
Il secondo motivo di preoccupazione per gli italiani è rappresentato dal rischio di disastrosi incidenti nelle centrali nucleari. Ma questi, nel mondo, si possono contare sulle dita di una mano. Quasi del tutto inutile preoccuparsi se si considera che siamo circondati da centrali nucleari in Europa (quasi duecento), alcune delle quali molto vicine ai nostri confini (sei in Francia sei e uno in Slovenia) e nella remotissima e malaugurata ipotesi di un incidente in una di queste centrali, saremmo stati cauti inutilmente.
Invece, i problemi causati dall’utilizzo di materie fossili che utilizziamo, sono reali, non ipotetici quali le eccessive emissioni di CO2 molto nocive per il nostro pianeta, sversamenti di petrolio in mare, più o meno massivo, incidenti con esplosioni o incendi di cisterne durante il trasporto.
Infine, questa scelta di escludere il nucleare, la paghiamo ancor di più adesso poiché la dipendenza energetica del nostro Paese da altri ci rende vulnerabili e passibili di costi notevoli.
Un metodo, molto più green, per produrre energia pulita da reazioni nucleari è la fusione che, quando sarà utilizzabile, produrrà molta energia con pochi scarti come l’elio, un gas leggero ed inerte.
Il principio di funzionamento della fusione nucleare è quello delle stelle che si autoalimentano con l’energia prodotta dalla fusione . Il “bilancio” energetico di questo fenomeno, nelle stelle, è positivo. Quindi le stelle possono rimanere accese nel cielo per miliardi di anni concedendo gioie agli appassionati ed ai romantici.
Lo stato della sperimentazione sulla fusione nucleare in laboratorio è ancora lungi dal rendere operativo questo processo.
Tra i problemi più importanti che gli studiosi devono affrontare e risolvere per sperare di rendere produttivo questo metodo, c’è la grande quantità di energia necessaria per attivare e stabilizzare il processo di fusione. Ancora oggi il bilancio energetico di questo processo è negativo.
Senza scendere in dettagli tecnici da indigestione mentale, le particelle devono essere riscaldate a temperature altissime. Nell’esperimento effettuato ad Oxford di cui, in questi giorni, si è parlato tantissimo, con la collaborazione di circa 5.000 scienziati europei, il laboratorio JET (Joint European Torus), ha generato per 5 secondi un’energia di 59 megajoule circa il doppio di quella prodotta nello tesso reattore 25 anni fa.
Per ottenere questo risultato, gli scienziati hanno dovuto generare temperature di circa 150 milioni di gradi celsius, 10 volte maggiore della temperatura al centro del sole.
Queste altissime temperature sono necessarie per trasformare lo stato delle particelle interessate in plasma che ruota vorticosamente dentro dei reattori a forma di ciambella (tokamak). Da questo stato diventa semplice la fusione delle stesse particelle.
Oltre all’energia necessaria a generare queste altissime temperature, ne necessita ancora altra per generare campi magnetici in dei potentissimi magneti. Questi servono a mantenere stabile e lontano dalle pareti del recipiente il plasma.
La fusione tra due particelle (nell’esperimento di Oxford Deuterio e Trizio) genera una particella unica con massa inferiore alla somma di quelle di provenienza. Questa differenza rappresenta la tanto agognata energia.
Il progetto JET è propedeutico per il lancio del progetto ITER che vedrà nascere un reattore nel sud della Francia. Al progetto ITER partecipano l’Unione Europea, l’India, il Giappone, la Corea del Sud, la Russia e gli Stati Uniti.
Si pensa che potremo usufruire dell’energia prodotta con questo tipo di reazione non prima del 2050.
