Il 5 dicembre 2022, un gruppo di scienziati statunitensi del Lawrence Livermore National Laboratory, situato a Livermore vicino San Francisco in California, è riuscito ad attirare l’attenzione internazionale dimostrando l’accensione per fusione per la prima volta in un ambiente di laboratorio, fornendo preziose informazioni senza precedenti sulle prospettive dell’energia da fusione pulita.
Il gruppo di scienziati afferma di aver ripetuto la loro storica impresa, e questa volta dicono che l’esperimento ha prodotto un rendimento energetico ancora più alto producendo più energia di quanta ne è stata immessa. “Abbiamo continuato ad eseguire esperimenti per studiare questo nuovo entusiasmante regime scientifico. In un esperimento condotto il 30 luglio, abbiamo ripetuto l’accensione”, ha dichiarato Paul Rhien, portavoce del laboratorio federale. “L’analisi di questi risultati è in corso, ma possiamo confermare che l’esperimento ha prodotto un rendimento maggiore rispetto al test di dicembre”.
Presso il Lawrence Livermore National Laboratory ha sede il NIF, National Ignition Facility Laser e Target Area Building (https://lasers.llnl.gov/), uno dei principali laboratori di ricerca per il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.
Il modulo dell’impianto presso il NIF, è un enorme edificio alto 46 metri che ospita, in una superficie di oltre 30 mila metri quadrati, gli amplificatori che generano l’energia laser per l’esperimento. Il modulo preamplificatore è composto da 192 laser (alimentati da 192 generatori di corrente) che possono funzionare insieme per generare un’energia di oltre 1,9 megajoule che viene indirizzata su un bersaglio delle dimensioni di un granello di pepe pieno di atomi di idrogeno.
Per capire quanto sia potente e impressionante l’energia di 1,9 megajoule basta pensare che sarebbe l’energia sufficiente per lanciare in aria un piccolo aereo da terra, come un monomotore Cessna 172, fornendo l’impulso necessario per farlo decollare e farlo sollevare in volo per una breve distanza, oppure corrisponde all’energia cinetica di un’automobile di dimensioni medio-piccole che viaggia ad una velocità di circa 160 km/h.
Il programma di fusione sperimentale del NIF utilizza i laser più potenti del mondo per fondere e forzare gli atomi di idrogeno in nuove configurazioni rilasciando energia.
La produzione di energia tramite fusione è basata sul processo di fusione nucleare, in cui due nuclei leggeri si combinano per formare un nucleo più pesante rilasciando una notevole quantità di energia sotto forma di radiazione e calore. È lo stesso processo che alimenta il sole e altre stelle. Un approccio per avere un enorme potenziale come fonte di energia sostenibile
Replicarlo e controllarlo sulla Terra è stata finora una sfida complessa. Ci sono voluti 70 anni per arrivare a questo punto.
Il processo opposto, la fissione nucleare (processo mediante il quale si ottiene energia dividendo il nucleo di un atomo pesante in due o più frammenti più leggeri), è ritenuto anch’esso una fonte di energia a basso impatto ambientale, ma che presenta forti preoccupazioni riguardanti la sicurezza e la gestione dei rifiuti radioattivi prodotti.
L’energia da fusione aumenta la prospettiva di un’abbondante energia pulita, in quanto le reazioni non rilasciano gas serra o sottoprodotti di scorie radioattive. Un singolo chilogrammo di combustibile di fusione, che è costituito da forme pesanti di idrogeno chiamate deuterio e trizio, fornisce tanta energia quanto 10 milioni di chilogrammi di combustibile fossile.
Questo secondo risultato è un altro passo importante nello sviluppo che potrebbe richiedere ancora decenni di esperimenti, ma teoricamente sbloccherebbe quantità illimitate di energia libera dal problema dei rifiuti radioattivi della fissione e dal carico di gas serra della combustione del carbonio. Una fonte dunque illimitata di energia pulita ed economica.