La fusione nucleare è il nostro futuro ma dovremo attendere ancora almeno 20 anni prima che sia operativa (seconda parte)

L’uomo ha conseguito i suoi maggiori successi nella Scienza e nella Tecnologia studiando ed imitando i fenomeni naturali. Ci si è ispirati a questo grande processo della natura per produrre la bomba ad idrogeno che funziona appunto su una reazione di fusione nucleare.
Mentre però il sole si è autoacceso, nel caso dell’esplosione termo-nucleare c’è una bomba a fissione che funge da accendino, produce cioè il calore necessario a innescare la fusione. E soprattutto il sole brucia, non esplode.

Una bomba H è costituita da una bomba A, all’uranio o al plutonio e da una quantità di deuterio e di trizio, varietà morfologiche dell’idrogeno. (il primo presente in natura sottoforma di acqua pesante e il secondo ottenuto artificialmente nei reattori nucleari).

L’esplosione della bomba A sviluppa il calore e soprattutto la pressione che permettono la riproduzione delle condizioni solari; alla temperatura di milioni di gradi i nuclei leggeri del deuterio e del trizio si fondono formando i nuclei più pesanti dell’elio 3 e liberando un’immensa quantità di energia. Sono state detonate bombe di dieci, venti e persino cento megaton, mille volte la potenza della bomba-accendino, della forza della bomba di Hiroshima. In cento chili di combustibile nucleare si concentra dunque l’energia pari a DIECI MILIONI DI TONNELLATE DI COMBUSTIBILE, all’incirca il consumo quotidiano di energia fossile del mondo intero.

E ci sono almeno 40 mila bombe termonucleari negli arsenali militari russi ed americani. Pensate di quanta energia disporremmo se tutti questi armamenti fossero convertiti per scopi pacifici.

Ma qual è il principio fisico della fusione nucleare?
La fusione e la fissione traggono radici comuni dal fatto che in natura i nuclei di peso medio sono favoriti sul piano energetico poichè le loro particelle sono più fortemente legate. Di conseguenza è possibile trarre energia sia quando nuclei pesanti sono spezzati (FISSIONE) sia quando nuclei leggeri sono uniti (FUSIONE).

Il punto è che la seconda è di difficile realizzazione tecnica. I nuclei da mettere insieme per la fusione sono carichi POSITIVAMENTE (non sono neutri come per l’altra reazione) e dunque si RESPINGONO.
I combustibili di fusione devono essere scelti tra gli elementi più leggeri come idrogeno, elio, litio, berillio e boro.

Tutti richiedono alte energie e cioè temperature molto elevate affinchè le particelle interagenti vincano la repulsione elettrica e si avvicinino al punto di fusione.

E’ bene ricordare che la fusione genera molta meno radioattività che la fissione e non vi sono problemi di lunga scadenza riguardo le scorie radioattive.

Un reattore a fusione genererebbe una grande quantità di trizio radioattivo i cui effetti biologici sono relativamente benigni perchè: primo non si concentra negli organismi viventi, secondo il fascio di elettroni che emette non supera quello emesso da un comune televisore. Un reattore a fusione in acciaio inossidabile accumula a parità di potenza ben trecento volte meno radioattività di un reattore a fissione.

Durante il periodo di stoccaggio di un secolo le scorie radioattive prodotte da un reattore a fusione in acciaio inossidabile sarebbero un milione di volte meno pericolose che quelle prodotte da un reattore a fissione equivalente, inoltre nella fusione il plutonio è completamente assente.
E se il reattore fosse fatto in vanadio non ci sarebbe bisogno di immagazzinare le scorie per tempi lunghi.

Ma come si fa a realizzare la fusione per SCOPI PACIFICI?
E’ un problema di temperature. Si tratta di mantenere idrogeno, trizio, deuterio, elio a temperature tra i 20 e i 200 milioni di gradi. Siccome non c’è un recipiente o un forno che resista a queste temperature bisogna trovare altri meccanismi.

Si è provato allora con la bottiglia magnetica (cioè creare un campo magnetico sufficientemnte intenso da trattenere i gas riscaldati a decine di milioni di gradi).
Risultati scarsi…

Altra alternativa è il CONFINAMENTO INERZIALE (successione di micro-esplosioni nucleari controllate che possono fornire il calore necessario ad estrarre potenza energetica). In pratica una successione di implosione di palline di deuterio e trizio rese mille volte più dense dall’azione di raggi laser o di fasci di particelle.

Quanto siamo lontani ancora dal veder realizzato il sogno della fusione in definitiva?
Secondo gli ottimisti pochi anni, per gli altri il 2060-2080.

Bibliografia: Rubbia, il dilemma nucleare, Sperling e Kupfer ed.
Autore : Report di Alessio Grosso