Gli scienziati statunitensi del National Ignition Facility, parte del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), hanno annunciato questa settimana un importante passo avanti nella fusione nucleare.
Per la prima volta in assoluto, gli scienziati hanno prodotto con successo più energia da un esperimento di fusione nucleare rispetto all’energia laser utilizzata per alimentarlo.
Nell’infografica sottostante, Mark Belan e Bruno Venditti di Visual Capitalist descrivono la fusione nucleare e illustrano come questa scoperta possa aprire il futuro a una nuova forma di energia pulita e sostenibile.
Cos’è la fusione nucleare?
La fusione nucleare alimenta il Sole e le stelle, dove forze immense comprimono e riscaldano il plasma di idrogeno a circa 100 milioni di gradi Celsius. A questa temperatura, le particelle più leggere si fondono in elio, rilasciando enormi quantità di energia.
La fusione nucleare è una fonte di energia abbastanza pulita in quanto non produce emissioni atmosferiche nocive e produce solo una piccola quantità di scorie radioattive a vita breve.
Gli scienziati hanno cercato di replicarlo sulla Terra per quasi 70 anni, utilizzando isotopi di idrogeno – deuterio e trizio – per alimentare gli impianti di fusione.
Poiché il deuterio si trova nell’acqua di mare e il trizio si ottiene irradiando il litio (un elemento comunemente utilizzato nelle batterie), l’accessibilità di questi isotopi significa che la fusione potrebbe diventare una delle principali fonti di energia in futuro.
La quantità di deuterio presente in un litro d’acqua, ad esempio, potrebbe produrre tanta energia di fusione quanto la combustione di 300 litri di petrolio.
Tuttavia, la vera sfida è garantire che le centrali elettriche a fusione generino più energia di quanta ne consumino.
La sfida dell’accensione da fusione
L’accensione della fusione è il termine per una reazione di fusione che diventa autosufficiente, in cui la reazione crea più energia di quanta ne consuma. Fino ad ora, gli scienziati sono stati in grado solo di raggiungere il pareggio.
La National Ignition Facility ha utilizzato una configurazione speciale chiamata fusione a confinamento inerziale che prevede il bombardamento di una minuscola pallina di plasma di idrogeno con laser per ottenere l’accensione della fusione.
L’esperimento di LLNL ha superato la soglia di fusione fornendo 2,05 megajoule (MJ) di energia al bersaglio, risultando in 3,15 MJ di produzione di energia di fusione, secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.
L’energia da fusione nucleare può essere commercializzata presto?
Negli ultimi anni, la tecnologia della fusione ha attirato l’attenzione dei governi e di aziende private come Chevron e Google. Bloomberg Intelligence stima che il mercato della fusione alla fine varrà 40 trilioni di dollari.
Oltre alla generazione di energia, la fusione dovrebbe essere utilizzata in altri mercati come la propulsione spaziale, la propulsione marina e il calore medico e industriale.
Tuttavia, secondo il direttore del Lawrence Livermore National Laboratory, Kim Budil, ci vorranno “probabilmente decenni” prima che l’energia da fusione nucleare venga commercializzata.
Durante l’annuncio rivoluzionario, ha osservato che era necessario produrre “molti molti eventi di accensione della fusione al minuto” e disporre di un “robusto sistema di driver” prima che la fusione possa essere commercializzata con successo.
