Spiegato: fusione nucleare e una recente svolta

La fusione nucleare è definita come la combinazione di diversi piccoli nuclei in un unico grande nucleo con il successivo rilascio di enormi quantità di energia.

L'interno della camera dei bersagli della National Ignition Facility. Il modulo di servizio che trasporta i tecnici è visibile a sinistra. Il posizionatore di destinazione, che trattiene il bersaglio, è sulla destra.

Martedì, il Lawrence Livermore National Laboratory in California ha annunciato che un esperimento condotto nel suo National Ignition Facility ha fatto un passo avanti nella ricerca sulla fusione nucleare. Nell'esperimento, i laser sono stati utilizzati per riscaldare un piccolo bersaglio o per alimentare i pellet. Questi pellet contenenti deuterio e trizio si sono fusi e hanno prodotto più energia. Il team ha notato di essere in grado di ottenere una resa di oltre 1,3 megajoule.

Il professor Jeremy Chittenden, co-direttore del Center for Inertial Fusion Studies presso l'Imperial College di Londra, ha dichiarato a BBC.com: Il megajoule di energia rilasciato nell'esperimento è davvero impressionante in termini di fusione, ma in pratica equivale all'energia richiesta far bollire un bollitore.

Quindi, cos'è esattamente la fusione nucleare?

La fusione nucleare è definita come la combinazione di diversi piccoli nuclei in un unico grande nucleo con il successivo rilascio di enormi quantità di energia. La fusione nucleare alimenta il nostro sole e sfruttare questa energia di fusione potrebbe fornire una quantità illimitata di energia rinnovabile. Il libro del 2018 Comprehensive Energy Systems osserva: L'energia da fusione nucleare è una buona scelta come energia di base in futuro con molti vantaggi, come l'inesauribilità delle risorse, la sicurezza intrinseca, l'assenza di scorie radioattive di lunga durata e quasi nessuna emissione di CO2.

Come è stata raggiunta la nuova svolta?

Il team ha utilizzato una nuova diagnostica, una migliore precisione del laser e ha persino apportato modifiche al design. Hanno applicato l'energia laser sui pellet di combustibile per riscaldarli e pressurizzarli in condizioni simili a quelle al centro del nostro Sole. Questo ha innescato le reazioni di fusione.

Queste reazioni rilasciavano particelle cariche positivamente chiamate particelle alfa, che a loro volta riscaldavano il plasma circostante. (Alle alte temperature, gli elettroni vengono strappati dai nuclei degli atomi e diventano un plasma o uno stato ionizzato della materia. Il plasma è anche conosciuto come il quarto stato della materia)

Il plasma riscaldato ha anche rilasciato particelle alfa e ha avuto luogo una reazione autosufficiente chiamata accensione. L'accensione aiuta ad amplificare la produzione di energia dalla reazione di fusione nucleare e questo potrebbe aiutare a fornire energia pulita per il futuro.

L'8 agosto, il team ha rilevato una produzione di energia di oltre 1,3 megajoule. I risultati devono ancora essere pubblicati in una rivista peer-reviewed.

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Si tratta di un importante passo avanti in quanto la produzione è superiore alla precedente massima energia raggiunta. In precedenza, i programmi di fusione laser incontravano diverse difficoltà poiché non eravamo in grado di comprendere completamente il plasma. Ora le nuove tecnologie hanno aperto la strada a questi risultati sorprendenti e ci dà anche la speranza di essere nella giusta direzione, afferma il dott. G Ravindra Kumar, del laboratorio laser ad alta intensità a impulsi ultracorti presso il Tata Institute of Fundamental Research, Mumbai.

Il dottor Ravindra Kumar, che non è stato coinvolto nell'esperimento, ha aggiunto che sono necessari ulteriori studi per raggiungere il pareggio affinché una centrale elettrica funzioni. Abbiamo bisogno di generare molta più energia affinché una centrale elettrica funzioni con successo. Tuttavia, questo è un sostanziale passo avanti e una svolta tecnologica, aggiunge.

Il dottor Aidan Crilly, ricercatore associato presso il Center for Inertial Fusion Studies presso Imperial, ha osservato in un comunicato: Riprodurre le condizioni al centro del Sole ci consentirà di studiare stati della materia che non siamo mai stati in grado di creare in laboratorio prima , comprese quelle che si trovano nelle stelle e nelle supernovae... Potremmo anche ottenere informazioni sugli stati quantistici della materia e persino sulle condizioni sempre più vicine all'inizio del Big Bang: più diventiamo caldi, più ci avviciniamo al primissimo stato dell'Universo .

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