Fusione nucleare, nuovo metodo per ottenere un “sole in miniatura” di 1 millimetro fa ben sperare

Video Credit: University Of Delaware/Jeffrey Chase

Per produrre le condizioni estreme che esistono nel nucleo del Sole un team di ricercatori ha usato un metodo particolare applicando potentissimi campi magnetici all’implosione guidata dal laser. Si tratta di un metodo di pressione magnetizzata per produrre la fusione nucleare denominato “fusione a confinamento inerziale”, un metodo che, solitamente, richiede condizioni estreme e una precisione altissima.

Fusione a confinamento inerziale

Lo scopo di questi esperimenti è sempre lo stesso: capire come creare un’energia di fusione in quantitativi maggiori rispetto a quelli che sono necessari per mettere in piedi il processo. Lo scopo è difficile da raggiungere per una serie di ragioni, diverse delle quali dovute alle condizioni estreme che sono necessarie per ottenere una fusione nucleare controllata. Uno dei metodi più utilizzati nel corso degli ultimi anni è quello della “fusione a confinamento inerziale”: si cerca di riprodurre le condizioni estreme che esistono nel nucleo del Sole innescando una fusione nucleare in piccolissime capsule di plastica del diametro di 1 mm.

Avere un sole in miniatura

Lo scienziato Arijit Bose, insieme ai suoi colleghi dell’Università del Delaware, descrive un metodo del genere con alcune modifiche in uno studio presentato su Physical Review Letters.[1]
Utilizzando un laser ad alta potenza lo scienziato è riuscito a creare un’implosione sferica con modalità mai esplorate prima per quanto riguarda la fusione nucleare controllata. Dato che la fusione è la fonte d’energia principale di qualsiasi forma di vita che vediamo sulla Terra, la possibilità di avere una sorta di “sole in miniatura” sul nostro pianeta e di poterlo sfruttare quando vogliamo e come vogliamo probabilmente è uno degli scopi ultimi dell’intera umanità. “Avere un sole in miniatura sulla Terra, un sole delle dimensioni di un millimetro, è lì che si verificherebbe la reazione di fusione. E questo mi ha sbalordito”, spiega Bose.

Il nuovo metodo

I ricercatori hanno usato l’impianto laser OMEGA all’Università di Rochester. Questo strumento permette laser di colpire una sfera “bersaglio” composta da deuterio congelato e trizio. La sfera viene riscaldata a temperature che si avvicinano a quelle del nucleo del Sole. Lo strumento può contare su un potente campo magnetico, con forze che possono raggiungere i 50 tesla, onde controllare le particelle cariche. I campi magnetici sono importanti perché fanno sì che le particelle cariche girino intorno alle linee di campo e ciò permette di creare collisioni per ottenere la fusione dei nuclei. In un miliardesimo di secondo la sfera implode, si comprime per l’inerzia e poi si espande per la pressione causata dalla compressione. Come spiega ancora Bose, lo scopo è ottenere una reazione a catena di fusione autoriscaldata, un processo denominato anche “accensione da fusione” (fusion ignition). Molto sostanzialmente quello sarà il momento in cui la reazione di fusione nucleare potrà essere considerata come “autosufficiente”.

La fusione, nonostante richieda condizioni estreme, è stata raggiunta in laboratorio. La sfida, ora, è solo quella di ottenere un quantitativo di energia più grande rispetto a quello che si usa inizialmente. “Non avremo una soluzione domani. Ma quello che stiamo facendo è contribuire a una soluzione per l’energia pulita”, riferisce ancora lo scienziato.

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Note e approfondimenti

  1. Phys. Rev. Lett. 128, 195002 (2022) – Effect of Strongly Magnetized Electrons and Ions on Heat Flow and Symmetry of Inertial Fusion Implosions (DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.195002)


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