Vincenzo Balzani
(pubblicato su Avvenire-Bo del19 febbraio 2023)
Sia la fissione nucleare (scissione di un nucleo atomico pesante in nuclei più leggeri) che la fusione nucleare (unione tra nuclei leggeri per formare un nucleo più pesante) convertono piccole quantità di massa (m) in enormi quantità di energia (E), come schematizzato dall’ equazione di Einstein E=mc2, dove c indica la velocità della luce (300.000 km/s). Sia la fissione che la fusione nucleare sono state usate per creare armi di incredibile potenza sin dal 1950. La produzione di energia elettrica da fissione nucleare, realizzata per la prima volta nel 1954, è oggi usata in alcuni paesi fra molte polemiche, a causa dei numerosi problemi che la caratterizzano, quali la produzione di scorie radioattive pericolose per decine di migliaia di anni, che non si sa dove collocare.
Nel 1955 è stata preconizzata la possibilità di ottenere entro due decenni energia elettrica dalla fusione nucleare, risolvendo definitivamente il problema energetico su scala mondiale. Questa (fra due decenni …) è stata riproposta più volte dal 1955 ad oggi. In realtà, nonostante i grandi capitali investiti, finora non sono stati fatti passi significativi, a dispetto della spasmodica attesa di politici, economisti e mezzi di comunicazione.
L’episodio più eclatante è avvenuto il 13 dicembre scorso, quando i giornali di tutto il mondo hanno riportato che la National Ignition Facility (NIF) del Laurence Livermore National Laboratory (USA) aveva ottenuto un importantissimo risultato: focalizzando l’energia di 192 laser su una sferetta contenente deuterio e trizio (due isotopi dell’idrogeno), si è provocata in pochi nanosecondi la loro fusione generando una quantità di energia (3,15 MJ), leggermente maggiore di quella iniettata dai laser nella sferetta (2.05 MJ). Da notare, però, che i 192 laser hanno consumato circa 400 MJ, ai quali va aggiunta l’energia usata dalle altre apparecchiature utilizzate nell’esperimento.
Per applicazioni commerciali della fusione nucleare, oltre a generare più energia di quella consumata, si deve vincere un’altra sfida ancora più difficile: costruire un’apparecchiatura che funzioni non per pochi miliardesimi di secondo, ma in modo continuo. Oltre ad altri numerosi problemi tecnici difficili da affrontare, c’è anche quello che il trizio. Si tratta di un gas radioattivo che non esiste in natura, decade con un tempo di semivita di soli 12 anni e si ottiene con una reazione nucleare di un isotopo del litio, dopo averlo arricchito dal 6% al 90% con un costosissimo processo.
Spendere miliardi di dollari nel tentativo di generare elettricità mediante un processo che molti scienziati giudicano irrealizzabile serve solo ad ostacolare il definitivo sviluppo delle energie rinnovabili che, con una frazione di quei finanziamenti, potrebbero risolvere gli ultimi loro problemi e fornire al pianeta energia elettrica senza provocare il cambiamento climatico, senza generare scorie radioattive e senza facilitare la costruzione di armi atomiche. Già, perché è bene ricordare che il compito primario del NIF e degli altri laboratori di questo tipo non è la produzione di energia, ma lo studio della fusione per scopi bellici.
La Chimica e la Società 
È solo un punto di vista! Con lente colorata di verde.
Un punto importante richiamato dal prof. Balzani è l’uso del trizio nella fusione nucleare. Il trizio si ricava dal litio le cui riserve in natura sono limitate e serve per altri scopi come per es. nelle batterie per auto elettriche e negli smartphone, il cui uso aumenterà nei prossimi anni. Pertanto, non è affatto vero che la (futuribile) fusione nucleare fornirebbe energia illimitata, come comunemente si afferma.
Questa volta sono assolutamente d’accordo con Balzani.
La favola della fusione in 15 anni la sento raccontare dagli anni ’50 (ho trovato vecchie riviste dell’epoca).
I fisici son molto bravi (dopo l’exploit del Progetto Manhattan) a farsi finanziare cose ambiziosissime (CERN, Scudo Spaziale etc), anche se (ahimè) spesso i risultati non sono conseguenti. Ben lo sanno al CERN, dove non si riesce ad andar oltre al bosone di Higgs (tanta roba, ma poi ?).
Pertaltro, anche nel campo chimico non abbiamo cose esaltanti ultimamente.
Pure per i materiali mi aspetterei cose eccezionali, visti gli investimenti (nella mia un iversità ho visto finanziamenti ad hoc che noi neanche in trent’anni in un gruppo, anche solo per attrezzare un laboratorio), ma mi pare che dopo i LED dobbiamo ancora vedere molto che sia di impatto grande.
E’ un momento di stasi, in generale.
Oggi servono risposte urgenti per combattere il cambiamento climatico, quindi la priorità deve andare alle soluzioni immediatamente applicabili e non a quelle futuribili e dall’esito incerto. Poi la ricerca è giusto che continui anche sulla fusione nucleare perché, come la storia della Scienza dimostra, da ogni avanzamento possono derivare ricadute imprevedibili. Purché però si eviti di creare aspettative irrealistiche per giustificare gli ingenti finanziamenti che le ricerche nel campo della fissione richiedono.
Mah…
“Spendere miliardi di dollari nel tentativo di generare elettricità mediante un processo che molti scienziati giudicano irrealizzabile serve solo a ostacolare il definitivo sviluppo delle energie rinnovabili ”
Veramente, alla National Ignition Facility (NIF) del Laurence Livermore pare fossero forse più interessati a realizzare inneschi alternativi per bombe a fusione. Pare, eh?
” It supports nuclear weapon maintenance and design by studying the behavior of matter under the conditions found within nuclear explosions.”
Ma magari invece stavano studiando come accendere i laser spendendo meno, chissà. Però invece ho proprio l’impressione che studiassero altro e che lo abbiano pure detto chiaramente:
“These extraordinary results from NIF advance the science that NNSA depends on to modernize our nuclear weapons and production as well as open new avenues of research,” said Jill Hruby, DOE under secretary for Nuclear Security and NNSA administrator.