Fusione nucleare, la prima stella ‘accesa’ 10 mesi fa
La reazione generata in laboratorio imita quelle che avvengono nel cuore delle stelle e, a differenza della fissione nucleare, non genera radioattività
Si è accesa dieci mesi fa la prima stella artificiale generata in laboratorio da un esperimento di fusione nucleare. A ottenere quella scintilla era stato il reattore sperimentale europeo Jet (Joint European Torus), in Gran Bretagna, che aveva prodotto una quantità di energia pari a 59 megajoule per cinque secondi, l’equivalente di 11 megawatt. Era stato un risultato straordinario, considerando che fino a quel momento la produzione di energia da fusione nucleare era durata appena poche frazioni di secondo.
Quel risultato aveva acceso l’ottimismo in tutto il mondo perché riuscire a mantenere la fusione per cinque secondi significava poterla mantenere per tempi più lunghi: "Per cinque minuti e poi per cinque ore", aveva dichiarato entusiasta Tony Donné, responsabile del programma europeo sulla fusione nucleare Eurofusion, del quale fa parte anche il reattore Jet.
L’energia ottenuta da Jet nel febbraio 2022 è stata doppia rispetto a quella che era stata ottenuta dallo stesso reattore 25 anni prima. Da allora quella macchina pionieristica è stata modificata in modo da renderla più simile al reattore sperimentale Iter, frutto di un gigantesco sforzo internazionale e in via di costruzione nel Sud della Francia, a Cadarache. Per questo la piccola stella accesa con Jet può essere considerata una sorta di prova generale di quanto potrà accadere con Iter.
Per esempio, fra il 2009 e il 2011 il vecchio rivestimento in carbonio della ‘ciambella’ nella quale deve scorrere il plasma era stato sostituito con lo stesso materiale utilizzato in Iter, ossia una miscela di berillio e tungsteno molto resistente alle altissime temperature che vengono raggiunte dal plasma.
Fusione nucleare, l’energia pulita che imita il Sole
Una fonte di energia pulita e potenzialmente illimitata: è questo il sogno della fusione nucleare, ossia la produzione di energia che imita le reazioni che avvengono nel cuore delle stelle.
È un processo molto diverso rispetto alla fissione nucleare, che produce energia sfruttando il fenomeno della scissione degli atomi. Su quest’ultimo si basano le centrali a fissione che esistono da molto tempo e sono state al centro di dure polemiche per i possibili rischi dovuti al fatto che, accanto alla produzione di energia, la scissione degli atomi dà origine a prodotti radioattivi. Si tratta di una reazione molto instabile, che è fondamentale tenere sotto controllo.
Profondamente diverso è il processo della fusione nucleare: riprodurre il processo che avviene nelle stelle significa avvicinare due atomi simili all’idrogeno fino a farli fondere tra loro. Questo processo può produrre un’enorme quantità di energia e nello stesso tempo dare origine a un atomo molto stabile. Nel caso di un incidente, infatti, il reattore si spegnerebbe spontaneamente.
Il processo di fusione richiede temperature altissime, fino a 150 milioni di gradi, contro i 15 milioni di gradi necessari per innescare la reazione di fusione in una stella. Questo perché all’interno dei reattori gli atomi sono più rarefatti che nelle stelle e il calore aiuta ad accelerarli per favorire il processo di fusione. La materia che si ottiene in questo modo si chiama plasma. Le alte temperature di questa forma della materia rendono necessario contenerla, altrimenti la struttura che la racchiude si scioglierebbe. A tenere il plasma sollevato e confinato all’interno del grande anello in cui scorre sono i magneti superconduttori, capaci di generare campi magnetici centinaia di migliaia di volte più forti di quello terrestre.
