La fusione nucleare è il processo chimico-fisico che da vita ad una stella. Questo processo avviene in condizioni di temperatura e pressioni elevatissime, con un’elevata produzione di energia. Da decenni l’uomo sta cercando di replicare il processo per sfruttarlo come fonte energetica pulita.
Il processo di fusione nucleare è una reazione chimico-fisica in cui si fondono insieme i nuclei di atomi piccoli, ottenendo particelle più grandi. Questa reazione richiede condizioni estreme in quanto i nuclei si respingono tra di loro. Per poterli avvicinare si devono vincere le forze repulsive che si instaurano tra due particelle in avvicinamento. Il processo di fusione nucleare è il processo che tiene in vita una stella. Nel sole, ad esempio, la reazione di fusione avviene molto facilmente, in quanto la materia è soggetta all’enorme forza di gravità della stella. All’interno di essa si hanno pressioni elevatissime che consentono agli isotopi dell’idrogeno (uno di deuterio e uno di trizio) di fondersi tra di loro, portando alla formazione di un atomo di elio e un neutrone. La massa totale dei prodotti è inferiore alla massa totale degli atomi che reagiscono. L’energia prodotta dalla reazione deriva da questa perdita di massa secondo la relazione di Einstein E = mc2.
La fusione nucleare in laboratorio
Da decenni l’uomo sta provando a replicare il processo di fusione nucleare in laboratorio, in modo da poterlo sfruttare come risorsa energetica pulita. Lo studio di questa reazione però non è semplice. Il deuterio e il trizio devono collidere a temperature intorno ai 100 milioni di gradi per poterli fondere insieme. Il gas a temperature elevate si ironizza (ovvero gli atomi perdono elettroni) diventando plasma. Questo deve essere mantenuto lontano dalle pareti del reattore da forti campi magnetici in modo da non fondere il sistema.
Nel 2005 è stato annunciato il progetto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) e la costruzione di un reattore a fusione nucleare in Francia. Il progetto è nato in collaborazione con l’Unione europea, Russia, Cina, Giappone, Stati Uniti d’America, India, Corea del Sud. Il reattore è basato su una struttura principale a forma di toroide all’interno del quale sarà contenuto il plasma. Questo sarà mantenuto lontano dalle pareti grazie ad un fortissimo campo magnetico per evitare di surriscaldare e fondere il sistema. Le parti più complesse del reattore sono in costruzione in Italia, come ad esempio il toroide e i magneti che lo avvolgeranno per mantenere il plasma (VIDEO).
Lo scopo del progetto è quello di ottenere un processo stabile di fusione nucleare e ampliare le conoscenze sul plasma. Inoltre durante la costruzione e il funzionamento di ITER, saranno testate delle nuove tecnologie in ambito di criogenia, vuoto spinto e superconduttività. Queste nuove tecnologie serviranno poi per costruire il prototipo di centrale elettrica a fusione denominato DEMO (abbreviazione di DEMOnstrating fusion power reactor). Il progetto ITER non sarà operativo prima di Dicembre 2025. La sua riuscita potrebbe però portare l’uomo sempre più avanti nella scala del progresso mettendo a disposizione una fonte energetica pulita.
