Fusione nucleare, Usa confermano il successo: “Data storica. Primo passo verso un’energia pulita che potrebbe rivoluzionare il mondo”

Rivoluzione mondiale. Risultato storico. Sono parole di grande soddisfazione quelle espresse dagli Stati Uniti per commentare il successo dell’esperimento di fusione nucleare in un laboratorio della California. In tal senso Jill Hruby, sottosegretaria per la sicurezza nucleare, ha fatto sapere che gli Usa hanno intrapreso “i primi passi verso una fonte di energia pulita che potrebbe rivoluzionare il mondo. Nell’esperimento sono stati usati 192 laser ad alta energia. La segretaria al dipartimento americano per l’Energia Jennifer Granholm, dal canto suo, ha annunciato la svolta sulla fusione nucleare dopo la produzione per la prima volta nella storia di una reazione che genera più energia di quella necessaria per innescarla. “Questo è un risultato storico per i ricercatori e lo staff della National Ignition Facility che hanno dedicato le loro carriere a vedere l’innesco per fusione diventare realtà, e questo punto di svolta sprigionerà altre scoperte”, ha detto. Il test realizzato la settimana scorsa “ha prodotto più energia con la fusione di quella dei laser utilizzati” per provocare la reazione stessa, ha spiegato in un tweet il laboratorio nazionale Lawrence Livermore, che dipende dal dipartimento Usa dell’energia.

La soddisfazione degli Stati Uniti – Marv Adams, vice amministratore per i programmi di difesa della ‘National Nuclear Security Administration‘, ha fornito una descrizione dell’esperimento che ha segnato la svolta sulla fusione nucleare. Tenendo in mano un cilindro, il dirigente ha spiegato che dentro c’era una piccola capsula sferica con un diametro pari a metà di quello di una palla da basket e che 192 raggi di altrettanti laser sono entrati dalle due estremità del cilindro colpendone la parete interna e depositando energia. Questo, ha sottolineato, è accaduto in meno tempo di quello impiegato dai raggi ad avanzare di 10 piedi (304 cm), quindi in modo super veloce. I raggi X dalla parete hanno colpito la capsula sferica e il carburante da fusione nella capsula è stato iniettato, quindi la reazione di fusione è iniziata. Tutto questo, ha precisato, era già successo, 100 volte prima. Ma la scorsa settimana, per la prima volta, questo esperimento è stato progettato in modo tale che il combustibile di fusione rimanesse abbastanza caldo, abbastanza denso e abbastanza in circolazione da accendersi, producendo più energia di quella che i laser avevano depositato, circa due mega joule in circa tre mega joule in uscita, un guadagno di 1,5. La produzione di energia ha richiesto meno tempo di quanto ne occorra per percorrere un pollice (2,54 cm).

“Ci vorranno almeno 30 anni” – Un’analisi di quanto avvenuto negli Usa è arrivata da Stefano Atzeni, dell’Università La Sapienza di Roma. Secondo l’esperto ci vorrà almeno una trentina d’anni affinché la fusione nucleare passi dall’essere una tecnologia sperimentale a una realtà, con reattori in grado di alimentare le nostre città a emissioni zero: tante le sfide tecnologiche che devono ancora essere superate, sia per la fusione a contenimento inerziale con i laser (quella che ha portato al risultato ottenuto al Lawrence Livermore National Laboratory negli Usa) sia per la fusione a confinamento magnetico (la tecnica del reattore Iter in costruzione nel sud della Francia). “Fare previsioni è davvero difficile, perché siamo appena alla soglia della dimostrazione che fisicamente lo schema inerziale funziona, mentre per quello magnetico la prova l’avremo da Iter fra una quindicina di anni”, afferma Atzeni. “I tempi saranno sicuramente molto lunghi, almeno una trentina di anni per entrambe le vie, perché restano ancora diverse sfide da superare”. Nel caso del confinamento inerziale serviranno laser più efficienti che possano fare non uno sparo al giorno ma tre o quattro al secondo, con energie di 100-150 megajoule ciascuno contro i 2,5 dell’attuale. Nel caso del confinamento magnetico “bisognerà sviluppare magneti superconduttori sempre più affidabili nel lungo periodo e lavorare sull’estrema complessità del tokamak, la ‘caldaia nuclearè a forma di ciambella”, aggiunge l’esperto.

I particolari dell’esperimento Usa – Per la prima volta, quindi, è stato realizzato un ‘net energy gain‘ (guadagno netto di energia), una svolta che può sconvolgere le prospettive globali nel settore energetico aprendo la porta alla generazione di elettricità in enormi quantità in modo sostenibile e sicuro. In un tweet il Dipartimento ha spiegato come “questo è un annuncio che ha richiesto decenni” di lavoro. “Il 5 dicembre 2022 – continua il tweet – un team del Lawrence Livermore National Laboratory è entrato nella storia ottenendo l’accensione della fusione. Questa svolta cambierà per sempre il futuro dell’energia pulita e della difesa nazionale americana”. Dal suo canto il Segretario Usa all’Energia Jennifer Granholm ha aggiunto che si tratta di “una svolta rivoluzionaria, che migliora il mondo e salva vite che si svolge sotto i nostri occhi”, una “incredibile impresa” per la quale ha espresso “le più sentite congratulazioni e la gratitudine ai ricercatori e allo staff” del laboratorio californiano. In un video sul profilo social, il laboratorio ricorda come quella della fusione nucleare sia “una delle sfide scientifiche più impegnative” e come il risultato raggiunto sia il frutto di un lavoro iniziato addirittura negli anni Sessanta: “La fusione apre possibilità senza precedenti ed evidenzia la leadership scientifica degli Usa, oltre a permetterci di fare passi in avanti verso l’energia pulita“, conclude il Lawrence Livermore National Laboratory.

Come si è arrivati al 5 dicembre 2022 – In una nota sul sito del laboratorio si ricorda come “questa impresa unica nel suo genere fornirà preziose informazioni sulle prospettive di energia da fusione pulita, rappresentando un punto di svolta per gli sforzi per raggiungere l’obiettivo del presidente Biden di una economia a zero emissioni di carbonio”. La Granholm ricorda come “l’amministrazione Biden-Harris è impegnata a sostenere i nostri scienziati di livello mondiale – come il team del NIF – il cui lavoro ci aiuterà a risolvere i problemi più complessi e urgenti dell’umanità, come fornire energia pulita per combattere il cambiamento climatico e mantenere un deterrente nucleare senza test’’. La fusione è un processo attraverso il quale due nuclei leggeri si combinano per formare un singolo nucleo più pesante, rilasciando una grande quantità di energia. Negli anni ’60, un gruppo di scienziati della struttura californiana ipotizzò che i laser potessero essere usati per indurre la fusione in laboratorio. Sono seguiti oltre 60 anni di ricerca e sviluppo in laser, ottica, diagnostica, fabbricazione di bersagli, modellazione e simulazione al computer e design sperimentale. Inseguendo questo ‘sacro graal dell’energia’, il laboratorio ha costruito una serie di sistemi laser sempre più potenti, portando alla creazione del NIF, il sistema laser più grande ed energico del mondo. Il NIF – situato vicino a Livermore, in California – ha le dimensioni di uno stadio e utilizza potenti raggi laser per creare temperature e pressioni come quelle che si registrano nei nuclei di stelle e pianeti giganti oppure all’interno di armi nucleari nel momento dell’esplosione. “Abbiamo una comprensione teorica della fusione da oltre un secolo, ma il viaggio dal sapere al fare può essere lungo e arduo. La pietra miliare di oggi mostra cosa possiamo fare con la tenacia”, ha affermato Arati Prabhakar, consigliere capo del presidente Biden per la scienza e la tecnologia e direttore dell’Ufficio delle politiche scientifiche e tecnologiche della Casa Bianca.