I recenti progressi della ricerca sulla fusione nucleare promettono di risolvere i problemi energetici e frenare il riscaldamento atmosferico

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«L’impianto sperimentale “Jet”, ( Joint european torus) – dice la prof.ssa Paola Battistoni* in un intervista al telegiornale TGR Leonardo – ha bruciato una piccola frazione di idrogeno. Ci sarebbe voluto più di un chilo di gas o quasi 2 chili di carbonio per ottenere la stessa quantità di energia, cioè un milione di volte di più con conseguenti emissioni nulle di anidride carbonica (CO2) nell’atmosfera».

Questo impianto del consorzio Eurofusion, ubicato nel villaggio di Culham (Oxfordshire), in cui compartecipano circa cinquemila ricercatori di diversi paesi europei (per l’Italia partecipano ricercatori del CNR, ENEA e IFN e di alcune imprese), è stato progettato per produrre energia in quantità illimitata, generata dalla fusione di atomi di isotopi di idrogeno (deuterio e trizio) che si fondono tra di loro liberando una grande quantità di energia. Nella conferenza stampa di ieri è stata data la notizia che quella piccola frazione di idrogeno ha prodotto una quantità di energia – mai ottenuta in 25 anni – pari a 59 MJ (megajoule) nell’arco di 5 secondi che è l’equivalente di 11 MW (megawatt) richiesti per illuminare teoricamente  più di millecinquecento appartamenti.

In un reattore a fusione nucleare (che è identica a quella che avviene nel sole e nelle altre stelle) si usano due isotopi (pesanti) dei tre isotopi (cioè atomi che hanno lo stesso numero atomico Z, pari al numero dei protoni, ma numero di massa A diverso, pari alla somma del numero Z e del numero di neutroni N) dell’idrogeno H: 2H (Deuterio, Z = 1; A = 2) e 3H (Trizio, Z = 1; A = 3), che si portano a temperature elevatissime dell’ordine di centomilioni di °C. Un nucleo di Deuterio legandosi ad un nucleo di Trizio genera un nucleo di Elio (He) e un neutrone n liberando una grande quantità di energia che si distribuisce in quantità inversamente proporzionale alle corrispondenti masse:

2H + 3H = 4He + 1n + Energia (= 17,6 MeV)

(17,6 MeV o megaelettronvolt, sono distribuiti così: nell’Elio: 3,5MeV e nel neutrone: 14,1MeV)

In altre parole, si ottiene una grande quantità di energia per unità di massa di reagenti di gran lunga superiore a quella di un reagente combustibile che sia, ad esempio, gas metano o una frazione petrolifera (benzina, gasolio, ecc.) o carbone. Per avere un’idea basti sapere che una centrale a carbone da 1 GW (gigaWatt) utilizza all’anno 2,7 milioni di tonnellate di combustibile mentre una centrale a fusione di pari potenza dovrebbe usare 250 kg di idrogeno.

*La prof.ssa Paola Battiston, laureata in fisica nel 1982, lavorando nel campo della fusione nucleare dal 1984, ha realizzato e coordinato vari esperimenti finalizzati alla validazione dei dati nucleari riguardanti la fusione. Già responsabile della Sezione Neutronica del Dipartimento Fusione dell’ENEA, è European Task Co-ordinator delle attività sperimentali europee per lo sviluppo dei dati nucleari per la fusione nell’ambito del programma Euratom sulla fusione. Nell’ambito dell’Implementing Agreement della IEA -OCSE sulla Tecnologia del Reattore a Fusione, è Task Co-ordinator per l’area di attività Neutronics. 

(L’immagine è presa da Wikipedia)

Francesco Giuliano


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Giuliano Francesco, siciliano d’origine ma latinense d’adozione, ha una laurea magistrale in Chimica conseguita all’Università di Catania dopo la maturità classica presso il Liceo Gorgia di Lentini. Già docente di Chimica e Tecnologie Chimiche negli istituti statali, Supervisore di tirocinio e docente a contratto di Didattica della chimica presso la SSIS dell’Università RomaTre, cogliendo i “difetti” della scuola italiana, si fa fautore della Terza cultura, movimento internazionale che tende ad unificare la cultura umanistica con quella scientifica. È autore di diversi romanzi: I sassi di Kasmenai (Ed. Il foglio,2008), Come fumo nell’aria (Prospettiva ed.,2010), Il cercatore di tramonti (Ed. Il foglio,2011), L’intrepido alchimista (romanzo storico - Sensoinverso ed.,2014), Sulle ali dell’immaginazione (NarrativAracne, 2016, per il quale ottiene il Premio Internazionale Magna Grecia 2017), La ricerca (NarrativAracne – ContempoRagni,2018), Sul sentiero dell’origano selvatico (NarrativAracne – Ragno Riflesso, 2020). È anche autore di libri di poesie: M’accorsi d’amarti (2014), Quando bellezza m’appare (2015), Ragione e Sentimento (2016), Voglio lasciare traccia (2017), Tra albori e crepuscoli (2018), Parlar vorrei con te (2019), Migra il pensiero mio (2020), selezionati ed editi tutti dalla Libreria Editrice Urso. Pubblica recensioni di film e articoli scientifici in riviste cartacee CnS-La Chimica nella Scuola (SCI), in la Chimica e l’Industria (SCI) e in Scienze e Ricerche (A. I. L.). Membro del Comitato Scientifico del Primo Premio Nazionale di Editoria Universitaria, è anche componente della Giuria di Sala del Premio Nazionale di Divulgazione Scientifica 2018 e 2019/Giacarlo Dosi. Ha ricevuto il Premio Internazionale Magna Grecia 2017 (Letteratura scientifica) per il romanzo Sulle ali dell’immaginazione, Aracne – NarrativAracne (2016).