La fusione nucleare fatta in casa [fai-da-te]

La fusione nucleare fatta in casa

Sì, avete proprio letto bene, e non si tratta di uno scherzo, bensì di un fatto reale. In tutto il mondo si sta sempre più diffondendo una comunità di persone che spendono parte o addirittura tutto il loro tempo libero per autocostruirsi un reattore nucleare: questo fenomeno viene giustamente classificato come DIY “estremo” (estremo fai da te) e questi appassionati vengono anche chiamati “fusioneers”. Vediamo ora in cosa consiste questo progetto, e le risorse disponibili in rete che trattano questo argomento.

Anzitutto occorre dire che la fusione nucleare (il tipo di reazione nucleare a cui sono interessati i fusioneers), potrebbe in un prossimo futuro divenire un modo alternativo (e a basso costo, almeno teoricamente) per produrre energia. Questo fatto è di per sè molto importante, soprattutto in questo periodo di crisi energetica (e disastri ambientali); il petrolio non durerà indefinitamente, per cui questi tipi di progetti (che sono principalmente di tipo open source) sono i benvenuti ed è giusto che vengano incoraggiati.

La fusione nucleare viene considerata come uno dei modi migliori e più efficiente per produrre energia: con essa gli atomi vengono forzatamente uniti tra loro e, a seguito di questa reazione, una considerevole quantità di energia viene rilasciata. Inoltre, la fusione nucleare è “pulita” e “a basso costo” (anche se si potrebbe muovere qualche obiezione riguardo il secondo punto). Il problema è che, sinora, nessuno è stato in grado di costruire un reattore che producesse più energia di quelle richiesta per farlo funzionare. In altre parole, il bilancio energetico di questi reattori è stato sinora negativo. Ricordiamo inoltre che la fusione nucleare costituisce la fonte di energia che alimenta continuamente le stelle, e quindi anche il nostro amico sole. I tipi di combustibile maggiormente impiegati per innescare la fusione nucleare sono rappresentati da due tipi di isotopi dell’idrogeno: il deuterio ed il trizio. Quando i nuclei degli atomi coinvolti nella reazione vengono forzatamente portati alla fusione, cosa possibile solo in condizioni di elevate temperature e pressioni, si ha la formazione di nuclei di maggiore dimensione e la produzione conseguente di energia: come riprodurre queste condizioni ambientali sulla terra è la sfida principale che i fusioneers stanno affrontando.

La storia del Sig. Suppes

BBC News ha pubblicato sul web un articolo (QUI) relativo all’insolita storia di Mark Suppes, un fusioneer di New York che, durante il giorno, svolge l’attività di sviluppatore web presso il gigante della moda Gucci, mentre di sera lavora (in gergo “smanetta”) in un magazzino sul suo reattore per la fusione nucleare. Mark Suppes, 32 anni, è il 38esimo fusioneer al mondo che ha sperimentato con successo la fusione nucleare con un reattore autocostruito (la lista include anche un ragazzo di 15 anni del Michigan). Sì, ma cosa ne pensano i suoi vicini? Beh, qualcono di loro potrebbe avere dei buoni motivi per essere preoccupato, ma questo tipo di progetto è completamente legale negli Stati Uniti (almeno finchè tutte le parti necessarie per costruire il reattore siano state ottenute in modo legale). Soprattutto, questo tipo di fusione nucleare non utilizza materiali nucleari fortemente radiottivi (niente uranio o plutonio), per cui non esiste motivo di preoccupazione per la salute. Mark Suppes ha inizialmente investito circa 35000 dollari (denaro sborsato di tasca propria) speso su eBay per acquistare i componenti necessari, oltre a 4000 dollari forniti da investitori privati. Il sogno di Mark è quello di costruire un reattore in grado di raggiungere il pareggio del bilancio energetico (break-even), un obiettivo quasi proibitivo per un semplice appassionato. L’immagine seguente mostra il reattore a cui sta lavorando Mark Suppes.

Fusor.net

Fusor.net è un consorzio open-source di ricerca sul fusor, il cui sito internet (visibile nell’immagine qui sotto) è disponibile a questo indirizzo. Il progetto si incentra sul reattore (o meglio fusore) di Farnsworth e Hirsch (Farnsworth, negli anni ’20, fu un pionere della televisione), ed aggrega un consistente numero di fusioneer sparsi in tutto il mondo: alcuni di essi stanno attualmente costruendo, o hanno già costruito con successo, un reattore nel garage o nella cantina della propria abitazione.

 

Considerazioni sul combustibile

La fusione nucleare viene ottenuta impiegando il deuterio ed il trizio come combustibili. Il deuterio è presente nell’acqua del mare, mentre il trizio è derivato dal litio, ed i cristalli di litio sono presenti negli oceani. Il trizio è utilizzato anche per la fabbricazione di alcune armi, per cui un adegauto livello di sicurezza dovrebbe essere previsto quando si lavora con esso; tuttavia, sarebbe comunque più semplice che tenere sotto controllo gli stoccaggi di uranio attuali. Ancora, il trizio comporta un minor numero di problemi rispetto all’uranio, dal momento che esso è caratterizzato da un tempo di decadimento relativamente breve (circa 12 anni), per cui le scorie prodotte dalla fusione possono essere trattate in modo meno complesso. Il problema è che oggi, in tutto il mondo, sono disponibili solo pochi chilogrammi di trizio (la stima più accreditata parla di meno di 100 Kg); ciò a causa del tempo di decadimento molto rapido, che ne consiglia la fabbricazione solo per le quantità strettamente necessarie. Il trizio viene infatti prodotto tramite reattori nucleari ad acqua pesante, e questo processo oggi è molto costoso.

Sorge a questo punto spontanea una domanda: tenendo conto dei costi relativi alla fabbricazione del combustibile utilizzato, può la fusione nucleare essere considerata vantaggiosa?

Beh, gli scienziati auspicano che in un prossimo futuro i reattori utilizzati per la fusione nucleare siano in grado di auto-sostenersi, producendo essi stessi il combustibile necessario per alimentarsi.
Oltre al trizio ed al deuterio, potrebbe tra non molto essere disponibile una forma di combustibile alternativa: l’energia prodotta da un laser (leggete anche QUESTO POST). Il National Ignition Facility (NIF), in California, conta di dimostrare la fattibilità della fusione nucleare, riproducendo sulla terra ciò che avviene sul sole, fornendo così una sorgente di energia pulita per tutto il pianeta. I 192 raggi laser del NIF (l’immagine seguente mostra una fase della preparazione di questo esperimento) sono in grado di focalizzare una potenza pari a 500 trilioni di watt su una pallina di idrogeno delle dimensioni di un cuscinetto a sfera, raggiungendo così temperature al di sopra di 100 milioni di gradi Celsius. Occorre far notare che sul sole la fusione nucleare si innesca a temperature più basse (circa 10 milioni di gradi Celsius), poichè su di esso sono presenti delle enormi pressioni di natura gravitazionale (la stessa condizione non può essere riscontrata sulla terra).

Conclusioni

Tutti noi auspichiamo che la fusione nucleare, essendo una fonte di energia “pulita”, possa un giorno diventare una valida alternativa alle tradizionali forme di combustibile energetico (idrocarburi): chissà, magari tra la nutrita schiera di lettori di questo blog si cela un fusioneer potenzialmente in grado di contribuire a questa causa.
Fatecelo assolutamente sapere nei commenti!

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8 Comments

  1. IvanScordato Ivan Scordato 29 gennaio 2014
  2. Piero Boccadoro 8 febbraio 2014
  3. Piero Boccadoro 13 gennaio 2014
  4. Giorgio B. 13 gennaio 2014
  5. alex272 13 gennaio 2014
  6. Emanuele 13 gennaio 2014
  7. Tex.Willer 22 gennaio 2014
  8. Giorgio B. 22 gennaio 2014

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