Gli scienziati statunitensi hanno raggiunto un'importante pietra miliare nei loro tentativi di perfezionare un processo che potrebbe potenzialmente fornire forniture di energia quasi illimitate.
La fusione nucleare non dipende dai combustibili fossili e non produce gas serra nocivi, quindi potrebbe anche contribuire ad affrontare il cambiamento climatico.
Che cos'è la fusione nucleare?
La fusione nucleare è il processo che dà energia al Sole.
Sin dagli anni '60, scienziati di oltre 50 Paesi hanno cercato di ricrearlo sulla Terra.
Sperano che alla fine possa fornire enormi quantità di energia pulita per il mondo.
Nella fusione nucleare, coppie di minuscole particelle chiamate atomi vengono riscaldate e costrette ad unirsi per formare un atomo più pesante.
È l'opposto della fissione nucleare, in cui gli atomi pesanti vengono divisi. Attualmente le centrali nucleari utilizzano la fissione nucleare per generare elettricità.
Perché la fusione nucleare è così importante?
La fissione nucleare produce molte scorie radioattive, che possono essere pericolose e devono essere conservate in modo sicuro, potenzialmente per centinaia di anni.
Le scorie prodotte dalla fusione nucleare sono meno radioattive e decadono molto più rapidamente.
La fusione nucleare non ha bisogno di combustibili fossili come il petrolio o il gas. Inoltre non genera gas serra, che intrappolano il calore del Sole e sono responsabili del cambiamento climatico.
La maggior parte degli esperimenti di fusione utilizza l'idrogeno, che può essere estratto a basso costo dall'acqua di mare e dal litio, il che significa che le scorte di carburante potrebbero durare per milioni di anni.
È stata descritta come il "Santo Graal" della produzione di energia.
Come funziona la fusione nucleare?
Quando due atomi di un elemento leggero come l'idrogeno vengono riscaldati e si combinano per formare un singolo elemento più pesante come l'elio, la reazione chimica produce enormi quantità di energia che può essere catturata.
Ma far combinare due elementi identici è in realtà molto difficile.
Poiché hanno la stessa carica, come le estremità positive di due batterie, si respingono naturalmente.
Per superare questa resistenza è necessaria molta energia.
Nel Sole, questo avviene grazie a temperature estremamente elevate, circa dieci milioni di gradi Celsius, e a una pressione significativa - più di 100 miliardi di volte quella dell'atmosfera terrestre.
Sulla Terra, gli scienziati hanno utilizzato diverse tecniche per cercare di ricreare queste condizioni.
Ma si è rivelato molto difficile mantenere l'alta temperatura e la pressione necessarie per un tempo sufficientemente lungo.
Il National Ignition Facility (NIF) degli Stati Uniti ha annunciato di aver utilizzato con successo un laser a 192 raggi per trasformare una minuscola quantità di idrogeno in energia sufficiente ad alimentare circa 15-20 bollitori.
Ciò significa che, per la prima volta, gli scienziati sono stati in grado di generare una potenza superiore a quella dei laser utilizzati per l'esperimento.
Quando sarà possibile la fusione nucleare su larga scala?
Nonostante una serie di promettenti scoperte negli ultimi anni, la fusione nucleare su larga scala è ancora lontana diversi anni.
A febbraio, gli scienziati europei del laboratorio JET, con sede nel Regno Unito, hanno battuto il loro stesso record mondiale per la quantità di energia prodotta in cinque secondi.
Ma anche il successo dell'esperimento NIF negli Stati Uniti non ha prodotto più energia di quella necessaria per far funzionare i laser, e il programma di ricerca per arrivare a questo punto è costato miliardi di dollari.
Sebbene i fisici abbiano accolto con favore i risultati statunitensi, descrivendoli come un vero e proprio momento di svolta, sottolineano che è necessario molto più lavoro prima che la fusione nucleare possa essere utilizzata per alimentare case o aziende.
Gli scienziati si concentreranno ora sulla riproduzione della fusione in modo più rapido ed economico.
Quanto è sicura la fusione nucleare?
L'Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica (AIEA) ha definito la fusione nucleare "intrinsecamente sicura".
Le condizioni necessarie per avviare e mantenere una reazione di fusione sono così estreme che è impossibile che vada fuori controllo.
"La fusione è un processo autolimitante: se non si riesce a controllare la reazione, la macchina si spegne da sola", ha spiegato Sehila González de Vicente dell'AIEA.
La minore quantità di scorie radioattive prodotte dal processo rispetto alla fissione nucleare è anche molto più facile da gestire e stoccare.
La fusione nucleare potrebbe aiutare a contrastare il riscaldamento globale?
La fusione nucleare non si basa su combustibili fossili come il petrolio o il gas e non produce nessuno dei gas serra che causano il riscaldamento globale.
A differenza dell'energia solare o eolica, non dipende da condizioni meteorologiche favorevoli.
Utilizza due materiali relativamente abbondanti presenti sulla Terra: il litio e l'idrogeno.
L'uso su larga scala della fusione nucleare potrebbe aiutare i Paesi a raggiungere l'obiettivo di produrre emissioni "nette zero" entro il 2050.
Tuttavia, ci vorranno ancora molti anni prima che i recenti successi sperimentali possano essere scalati in modo significativo.