venerdì 7 ottobre 2011

Fusione nucleare: fonte di energia?

Iniziamo col dire che "in fisica nucleare la fusione è il processo di reazione nucleare attraverso il quale i nuclei di due o più atomi vengono compressi tanto da far prevalere l'interazione forte sulla repulsione elettromagnetica" (vedi Wikipedia).

Quindi solo quando la forza di compressione dei nuclei prevale sulla repulsione elettromagnetica questi possono fondersi "unendosi tra loro ed andando così a generare un nucleo di massa maggiore dei nuclei reagenti nonché, talvolta, uno o più neutroni liberi".

Ciò che di questa reazione è particolarmente interessante è che "la fusione di elementi fino ai numeri atomici 26 e 28 (ferro e nichel) è esoenergetica, ossia emette più energia di quanta ne richieda il processo di compressione"(!)
Nota: in questi processi la conservazione dell'energia è rispettata ma non quella della massa che si trasforma in energia attraverso la nota relazione E=mc2.

È quindi evidente che se fossimo in grado di controllare e confinare in laboratorio una reazione di questo tipo, non solo sarebbe probabilmente in grado di automantenersi (utilizzando una parte dell'energia prodotta per comprimere i nuclei), ma ne potremmo utilizzare una buona parte per le nostre esigenze energetiche.

In effetti proprio per sfruttare questa possibilità che ci regala la natura "negli ultimi sessant'anni è stato profuso un notevole sforzo teorico e sperimentale per mettere a punto la fusione nucleare per generare elettricità".

Tuttavia, nonostante "il processo di fusione sia il meccanismo che alimenta il Sole e le altre stelle poiché all'interno di esse, tramite la nucleosintesi, si generano tutti gli elementi che costituiscono l'universo dal litio fino all'uranio", ricreare in laboratorio questa reazione in modo controllato, confinato e soprattutto per ricavarne una fonte di energia sicura e pulita, non è stato ancora possibile*.

Ad ogni modo, anche se è molto difficile riprodurlo in laboratorio, il processo di fusione nucleare ha acquisito un preciso significato fisico proprio grazie alle teorie fisiche che lo descrivono e che hanno trovato conferma sia nello spazio astronomico sia, e purtroppo soprattutto, nella costruzione della bomba a fusione nucleare.

(*) In realtà esistono i generatori di neutroni (come il cosiddetto Fusor): in questi particolari dispositivi è possibile accelerare le particelle e, per motivi statistici, una piccola percentuale di queste raggiunge una energia tale da generare la fusione e liberare neutroni; tuttavia l'energia ottenuta da tali dispositivi è di molto inferiore a quella utilizzata per generare la fusione stessa.

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