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Il processo fisico che fa risplendere il Sole e le altre stelle, se riprodotto sulla Terra, potrebbe fornire energia da semplici elementi come l’idrogeno e i suoi isotopi.
L’autoriscaldamento della materia allo stato di plasma, necessario per la fusine nucleare, è una pietra miliare verso l’energia da fusione calda, se si vuole che questa diventi una fonte di energia praticabile. Su Nature questa settimana è riportato come poter ottenere in laboratorio il plasma incandescente per far funzionare la reazione di fusione.
Un documento su Nature Physics descrive l’ottimizzazione del progetto sperimentale che ha permesso un tale risultato.
La fusione nucleare, che comporta l’unione di nuclei atomici per rilasciare energia, ha il potenziale per essere una fonte di energia sostenibile e pulita, in quanto non produce scorie radioattive tipiche invece della fissione, l’atro procedimento da cui si estrae energia dai nuclei atomici, ma spezzandoli in altri sottoprodotti, molti dei quali instabili e che poi decadono immediatamente emettendo pericolose radiazioni.
È il processo fisico che alimenta le stelle, ma ricrearlo in laboratorio si è dimostrato impegnativo e utilizza molta più energia di quanta ne produca. Anche perché per innescare la fusione sono neccessarie temperature paragonabili a quelle dei nuclei stellari, ossia di milioni di gradi.
Un passo critico verso la fusione è il plasma incandescente, in cui la fusione nucleare è la fonte primaria di calore per sostenere il combustibile in uno stato di plasma abbastanza caldo da consentire ulteriori reazioni di fusione.
Alex Zylstra e colleghi del Lawrence Livermore National Laboratory hanno realizzato esperimenti di fusione a confinamento inerziale, in cui le reazioni di fusione sono avviate comprimendo e riscaldando capsule riempite con combustibile termonucleare.
Gli esperimenti presso il National Ignition Facility hanno ottenuto la combustione del plasma utilizzando 192 raggi laser per riscaldare e far implodere rapidamente una capsula contenente 200 microgrammi di combustibile deuterio-trizio, raggiungendo temperature e pressioni abbastanza alte da innescare reazioni di fusione autoriscaldanti.
Il design sperimentale migliorato di Zylstra e colleghi ha permesso l’uso di capsule che possono contenere più carburante e assorbire più energia mentre contengono il plasma. Le prestazioni generate da questi esperimenti – fino ad una resa massima di 170 kilojoule di energia – triplicano le rese ottenute negli esperimenti precedenti.
Crediti: Damien Jemison
