La fusione nucleare è il processo di combinazione di due atomi in uno solo, liberando una grande quantità di energia. Questo processo è ciò che alimenta il sole e le stelle. Gli scienziati stanno lavorando per sviluppare reattori a fusione nucleare in grado di sfruttare questa energia per utilizzarla sulla Terra.
Le basi della fusione nucleare
La fusione nucleare avviene quando i nuclei di due atomi si combinano per formare un nuovo nucleo più pesante. Questo libera una grande quantità di energia perché la massa del nuovo nucleo è inferiore alla somma delle masse dei due nuclei originali. La differenza di massa viene convertita in energia secondo la famosa equazione di Einstein, E=mc^2.
La quantità di energia rilasciata dalla fusione nucleare è molto maggiore della quantità di energia rilasciata dalla fissione nucleare, il processo che alimenta le centrali nucleari. Questo perché la fissione nucleare comporta la scissione degli atomi, mentre la fusione nucleare comporta la combinazione degli atomi insieme.
Come funzionano i reattori a fusione nucleare
I reattori a fusione nucleare funzionano riscaldando il gas idrogeno a temperature estremamente elevate. Ciò fa sì che gli atomi di idrogeno si dividano in elettroni e protoni. I protoni vengono quindi accelerati e fatti scontrare insieme, fondendoli in atomi di elio. Questo processo libera una grande quantità di energia sotto forma di calore e luce.
Il calore e la luce della reazione di fusione nucleare possono essere utilizzati per generare elettricità. Questo processo è simile al modo in cui il calore e la luce del sole vengono utilizzati per generare elettricità nelle centrali solari.
Le sfide della fusione nucleare
Ci sono una serie di sfide che devono essere superate per sviluppare reattori a fusione nucleare che siano commercialmente sostenibili. Queste sfide includono:
* Raggiungere temperature sufficientemente elevate per fondere gli atomi di idrogeno
* Confinare il plasma abbastanza a lungo perché avvenga la fusione
* Rimozione della cenere di elio prodotta dalla reazione di fusione
* Sviluppare materiali in grado di resistere alle condizioni estreme all'interno di un reattore a fusione
Progressi sui reattori a fusione nucleare
Gli scienziati stanno facendo progressi nel superare le sfide della fusione nucleare. Nel 2018, i ricercatori del Joint European Torus (JET) nel Regno Unito hanno realizzato una reazione di fusione da record che ha prodotto 59 megajoule di energia. Ciò equivale alla quantità di energia che potrebbe essere prodotta bruciando circa 14 litri di benzina.
Sebbene si tratti di un risultato significativo, è ancora lontano dalla quantità di energia che sarebbe necessaria per alimentare un reattore a fusione commerciale. Tuttavia, è un segno che si stanno facendo progressi e che la fusione nucleare potrebbe un giorno diventare una valida fonte di energia per il mondo.
