Una tecnica guidata dal laser per creare la fusione che elimina la necessità di elementi di combustibile radioattivo e non lascia rifiuti radioattivi tossici è ora a portata di mano, dicono i ricercatori.

Progressi drammatici in potenti, i laser ad alta intensità stanno rendendo possibile per gli scienziati perseguire ciò che una volta era ritenuto impossibile:creare energia di fusione basata su reazioni idrogeno-boro. E un fisico australiano è in testa, armato di un design brevettato e lavorando con collaboratori internazionali sulle restanti sfide scientifiche.

In un articolo sulla rivista scientifica Raggi laser e di particelle oggi, l'autore principale Heinrich Hora dell'Università del New South Wales a Sydney e colleghi internazionali sostengono che il percorso verso la fusione idrogeno-boro è ora praticabile, e può essere più vicino alla realizzazione rispetto ad altri approcci, come l'approccio alla fusione deuterio-trizio perseguito dalla National Ignition Facility (NIF) degli Stati Uniti e dall'International Thermonuclear Experimental Reactor in costruzione in Francia.

"Penso che questo metta il nostro approccio davanti a tutte le altre tecnologie per l'energia da fusione, " disse Ora, che predisse negli anni '70 che la fusione di idrogeno e boro sarebbe stata possibile senza la necessità di un equilibrio termico. Piuttosto che riscaldare il combustibile alla temperatura del Sole usando massicci, magneti ad alta resistenza per controllare plasmi supercaldi all'interno di una camera toroidale a forma di ciambella (come in ITER), la fusione idrogeno-boro si ottiene utilizzando due potenti laser a raffiche rapide, che applicano precise forze non lineari per comprimere insieme i nuclei.

La fusione idrogeno-boro non produce neutroni e, perciò, nessuna radioattività nella sua reazione primaria. E a differenza della maggior parte delle altre fonti di produzione di energia, come il carbone, gas e nucleare, che si basano sul riscaldamento di liquidi come l'acqua per azionare le turbine:l'energia generata dalla fusione idrogeno-boro si converte direttamente in elettricità. Ma il rovescio della medaglia è sempre stato che questo ha bisogno di temperature e densità molto più elevate - quasi 3 miliardi di gradi Celsius, o 200 volte più caldo del nucleo del Sole.

Però, i notevoli progressi nella tecnologia laser sono vicini a rendere fattibile l'approccio a due laser, e una serie di recenti esperimenti in tutto il mondo indicano che una reazione di fusione "a valanga" potrebbe essere innescata nell'esplosione di un trilionesimo di secondo da un impulso laser della scala di un petawatt, le cui esplosioni fugaci racchiudono un quadrilione di watt di potenza. Se gli scienziati potessero sfruttare questa valanga, Hora ha detto, una svolta nella fusione protone-boro era imminente.

"È una cosa molto eccitante vedere queste reazioni confermate in recenti esperimenti e simulazioni, " disse Ora, professore emerito di fisica teorica all'UNSW. "Non solo perché dimostra alcuni dei miei precedenti lavori teorici, ma hanno anche misurato la reazione a catena avviata dal laser per creare una produzione di energia un miliardo di volte superiore a quella prevista in condizioni di equilibrio termico".

Insieme a 10 colleghi in sei nazioni, tra cui il Soreq Nuclear Research Center di Israele e l'Università della California, Berkeley - Hora descrive una tabella di marcia per lo sviluppo della fusione idrogeno-boro basata sul suo progetto, riunendo le scoperte recenti e specificando quali ulteriori ricerche sono necessarie per rendere il reattore una realtà.

Una società spin-off australiana, HB11 Energia, detiene i brevetti per il processo di Hora. "Se i prossimi anni di ricerca non scopriranno grandi ostacoli ingegneristici, potremmo avere un prototipo di reattore entro un decennio, " ha detto Warren McKenzie, amministratore delegato di HB11.

"Dal punto di vista ingegneristico, il nostro approccio sarà un progetto molto più semplice perché i combustibili e i rifiuti sono sicuri, il reattore non avrà bisogno di uno scambiatore di calore e di un generatore di turbina a vapore, e i laser di cui abbiamo bisogno possono essere acquistati dallo scaffale, " Ha aggiunto.