Fusione nucleare, record di energia generata in impianto Usa

 

L’impianto da 3,5 miliardi di dollari non è stato progettato per servire come prototipo di centrale elettrica, ma piuttosto per sondare le reazioni di fusione nel cuore delle armi termonucleari.

 

Gli scienziati dell’impianto laser di punta del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti hanno frantumato il proprio record all’inizio di questo mese generando più di 10 quadrilioni di watt di energia da fusione nucleare per una frazione di secondo, circa 700 volte la capacità di generazione dell’intera rete elettrica degli Stati Uniti nello stesso tempo.

La notizia della svolta ha riacceso le speranze che il National Ignition Facility (NIF), tecnologia dalla vita a lungo travagliata, possa ancora raggiungere il suo obiettivo di produrre più energia di quella che consuma in una reazione di fusione sostenuta.

Ospitato presso il Lawrence Livermore National Laboratory in California, l’impianto da 3,5 miliardi di dollari non è stato progettato per servire come prototipo di centrale elettrica, ma piuttosto per sondare le reazioni di fusione nel cuore delle armi termonucleari.

Dopo che gli Stati Uniti hanno vietato i test nucleari sotterranei alla fine della guerra fredda nel 1992, il dipartimento dell’energia ha proposto il NIF come parte di un più ampio programma di gestione delle scorte scientifiche, progettato per verificare l’affidabilità delle armi nucleari del paese senza farne esplodere nessuna.

Con la svolta della fusione laser di questo mese, gli scienziati sono cautamente ottimisti sul fatto che il NIF potrebbe mantenere la sua promessa, aiutando i fisici a comprendere meglio l’inizio della fusione nucleare – e quindi la detonazione delle armi nucleari. “Questa è davvero la domanda scientifica per noi al momento”, afferma Mark Herrmann, vicedirettore di Livermore per la fisica delle armi fondamentali. “Dove possiamo andare? Fino a che cosa possiamo spingerci oltre?”.

In che modo il NIF ottiene la fusione nucleare? Alto dieci piani e con un’area coperta pari a tre campi da football americano, il NIF ospita una serie di ottiche e specchi che amplificano e dividono un impulso iniziale di fotoni in 192 raggi laser ultravioletti, concentrandoli infine su un bersaglio più piccolo di una gomma da matita. I raggi hanno colpito il bersaglio – un cilindro d’oro – con circa 1,9 megajoule di energia in meno di 4 miliardesimi di secondo, creando temperature e pressioni viste solo nelle stelle e nelle bombe termonucleari.

Di fronte a questa potenza di impulso, il cilindro, che contiene un pellet congelato di deuterio e trizio, collassa mentre gli isotopi dell’idrogeno nel nucleo del pellet si riscaldano, si fondono e generano nuclei di elio, neutroni e radiazioni elettromagnetiche.

L’obiettivo è quello di scatenare una cascata di particelle che porta a più fusioni e più particelle, creando così una reazione di fusione sostenuta; per definizione, l'”accensione” si verifica quando la reazione di fusione genera più energia di quella che consuma. I risultati preliminari dell’esperimento dell’8 agosto indicano che le reazioni di fusione hanno generato un 70% da record della potenza, quasi raggiungendo l’accensione.