Con 200 laser e una capsula di combustibile più piccola di un granello di pepe, gli scienziati si avvicinano alla padronanza dell'energia di fusione

L'anno scorso, in una mattina di dicembre, gli scienziati della National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Laboratory in California (LLNL) sono riusciti, per la prima volta al mondo, a produrre una reazione di fusione nucleare che rilasciava più energia di quella utilizzata, in un processo chiamato "accensione".

Ora dicono di aver replicato con successo l'accensione almeno tre volte quest'anno, secondo un rapporto di dicembre del LLNL. Questo segna un altro passo significativo in quella che un giorno potrebbe essere un'importante soluzione alla crisi climatica globale, causata principalmente dalla combustione dei combustibili fossili.

Per decenni, gli scienziati hanno cercato di sfruttare l'energia di fusione, ricreando essenzialmente la potenza del sole sulla Terra.

Dopo aver ottenuto uno storico guadagno di energia netta l'anno scorso, il passo successivo era dimostrare che il processo poteva essere replicato.

Brian Appelbe, ricercatore del Centre for Inertial Fusion Studies dell'Imperial College di Londra, ha dichiarato che la capacità di replicare dimostra la "robustezza" del processo, dimostrando che può essere raggiunto anche quando le condizioni, come il laser o il pellet di combustibile, variano.

Ogni esperimento offre anche l'opportunità di studiare in dettaglio la fisica dell'accensione, ha dichiarato Appelbe alla CNN. "Questo fornisce informazioni preziose agli scienziati per affrontare la prossima sfida da superare: come massimizzare l'energia che si può ottenere".

A differenza della fissione nucleare - il processo utilizzato oggi nelle centrali nucleari di tutto il mondo, generato dalla divisione degli atomi - la fusione nucleare non lascia in eredità scorie radioattive a lunga vita. Con l' accelerazione della crisi climatica e l'urgenza di abbandonare i combustibili fossili che surriscaldano il pianeta, la prospettiva di una fonte abbondante di energia sicura e pulita è allettante.

La fusione nucleare, la reazione che alimenta il sole e le altre stelle, comporta l'unione di due o più atomi per formarne uno più denso, in un processo che libera enormi quantità di energia.

Esistono diversi modi per creare energia dalla fusione, ma al NIF gli scienziati sparano una serie di quasi 200 laser su una pallina di combustibile idrogeno all'interno di una capsula di diamante delle dimensioni di un granello di pepe, a sua volta inserita in un cilindro d'oro. I laser riscaldano l'esterno del cilindro, creando una serie di esplosioni molto veloci, generando grandi quantità di energia raccolta sotto forma di calore.

L'energia prodotta nel dicembre 2022 è stata piccola: sono stati necessari circa 2 megajoule per alimentare la reazione, che ha rilasciato un totale di 3,15 megajoule, sufficienti a far bollire circa 10 bollitori d'acqua. Ma è stato sufficiente per rendere l'accensione un successo e per dimostrare che la fusione laser può creare energia.

Da allora, gli scienziati l'hanno fatto altre volte. Il 30 luglio, il laser NIF ha erogato poco più di 2 megajoule al bersaglio, che ha prodotto 3,88 megajoule di energia - il rendimento più alto raggiunto finora, secondo il rapporto. Anche due esperimenti successivi, condotti in ottobre, hanno dato risultati netti.

"Questi risultati hanno dimostrato la capacità del NIF di produrre costantemente energia da fusione a livelli di diversi megajoule", si legge nel rapporto.

Tuttavia, la strada da percorrere è ancora molto lunga prima che la fusione nucleare raggiunga la scala necessaria per alimentare le reti elettriche e i sistemi di riscaldamento. L'attenzione si concentra ora sulla costruzione dei progressi compiuti e su come aumentare drasticamente i progetti di fusione e ridurre significativamente i costi.

In occasione del vertice sul clima COP28 a Dubai, l'inviato degli Stati Uniti per il clima John Kerry ha lanciato un piano di impegno internazionale che coinvolge più di 30 Paesi con l'obiettivo di potenziare la fusione nucleare per contribuire ad affrontare la crisi climatica.

"La fusione ha il potenziale per rivoluzionare il nostro mondo e per cambiare tutte le opzioni che abbiamo di fronte, fornendo al mondo energia abbondante e pulita senza le emissioni nocive delle fonti energetiche tradizionali", ha detto Kerry al raduno sul clima.

A dicembre, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha annunciato un investimento di 42 milioni di dollari in un programma che riunisce diverse istituzioni, tra cui l'LLNL, per creare "hub" incentrati sul progresso della fusione.

"Sfruttare l'energia di fusione è una delle più grandi sfide scientifiche e tecnologiche del XXI secolo", ha dichiarato il Segretario all'Energia Jennifer Granholm in un comunicato. "Ora abbiamo la certezza che non solo è possibile, ma anche probabile, che l'energia da fusione possa diventare una realtà".

Ella Nilsen e René Marsh hanno contribuito alla stesura del servizio.

Con 200 laser e una capsula di combustibile più piccola di un granello di pepe, gli scienziati si avvicinano alla padronanza dell'energia di fusione