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Una fonte di energia inesauribile e non inquinante PDF 
Sabato 19 Aprile 2008 00:00
La fusione nucleare ci offre la possibilità di poter disporre di una illimitata fonte di energia. Essa consiste appunto nella fusione nucleare dei nuclei leggeri, gli isotopi dell'Idrogeno. Il processo è simile a quello che avviene nel sole e nelle altre stelle. Quando due nuclei atomici sono forzati a stare molto vicini, la forza nucleare di attrazione supera la forza di repulsione, fondendo insieme i nuclei di un atomo di Deuterio e uno di Trizio viene prodotto un nucleo di un atomo di Elio e un neutrone. La massa totale dei prodotti della reazione è minore di quella dei reagenti: per ogni reazione viene liberata una quantità di energia di 17,6 MeV, che è l'esatto corrispondente della massa che è diminuita (E=mc2) nella reazione di fusione tra Deuterio e Trizio. La fusione nucleare e' destinata a risolvere i problemi energetici che oggi affliggono l'umanità. In un litro di acqua di mare sono facilmente estraibili 33 mg di Deuterio, il Trizio si puo ricavare invece dal Litio (un metallo largamente disponibile sulla crosta terrestre). Il Litio attualmente è usato anche per le batterie che alimentano i computer portatili e i telefoni mobili.
Fondendo in un reattore a fusione nucleare 33 mg di Deuterio ricavati da un litro di acqua di mare con 50 mg di Trizio, facilmente ottenibile da 5 grammi di minerale di Litio, si produce una energia equivalente alla combustione di 360 litri di benzina. Come si vede il combustibile necessario per la fusione nucleare e' di facile reperibilità e estrazione e disponibile sulla terra in quantità tali da garantire la produzione di energia ncessaria all'umanità per milioni di anni.
I reattori a fusione nucleare inoltre hanno anche notevoli vantaggi per quanto riguarda la sicurezza, l'inquinamento e lo smaltimento delle scorie.
Inoltre, il 90% delle scorie della fusione nucleare hanno una bassa radioattività che si esaurisce in soli cento anni. Si elimina così anche il problema sociale e politico dello stoccaggio. Rimane il fatto che la reazione D-T produce un neutrone con più di ¾ dell'energia emessa che dal nocciolo del reattore arriva al "mantello " (blanket) producendo una certa quantità di sostanze radioattive. Uno dei principali elementi della reazione di fusione e' infatti il Trizio, che ha una vita media di solo 12,36 anni. Il Trizio non si trova in quantita' apprezzabili in natura, deve essere quindi prodotto a partire dal Litio bombardandolo proprio con i neutroni della reazione di fusione. Nel futuro reattore a fusione i neutroni che provengono dalla reazione di fusione, che avviene nel nocciolo del reattore, vengono assorbiti da un mantello contenente Litio posto intorno al nocciolo del reattore stesso. Il Litio naturale abbonda nelle rocce della crosta terrestre ed è presente, in concentrazione minore, anche negli oceani. I reattori a fusione inoltre non producono Plutonio e sono molto ridotte anche le conseguenze di eventuali incidenti. In caso di guasto, il reattore a fusione tenderà a raffreddarsi arrestando spontaneamente la reazione di fusione nucleare (sicurezza intrinseca).
La natura pone però un serio ostacolo allo sfruttamento di questa fonte di energia: per poter forzare i nuclei di Deuterio e Trizio a stare sufficientemenet vicini così che possa avvenire la reazione di fusione occore che si arrivi a temperature molto alte, 100.000.000 °C e oltre, la temperatura del sole e delle stelle. Per poter sfruttare la reazione di fusione per produrre energia elettrica occorre inoltre che la reazione di fusione avvenga in moto tale che sia prodotta abbastanza energia non solo per innescare la reazione di altri nuclei e quindi mantenerla ma che ci sia anche una energia netta da trasformare poi in energia elettrica con un impianto di generazione. Per questo è necessario che il plasma dei nuclei oltre alla alta temperatura abbia anche una certa densità e rimanere confinato per un certo tempo a quella temperatura e densità affinchè la reazione di fusione si possa mantenere.
Queste condizioni si possono raggiungere in un plasma denso ed ad alta energia praticamente in due modi: uno utilizza la forza magnetica, l'altro utilizza la forza inerziale. La fusione a confinamento magnetico consiste nel confinare un plasma ad una densità relativamente bassa per un periodo di tempo abbastanza lungo attraverso forze magnetiche mentre la fusione a confinamento inerziale utilizza potenti raggi laser che vengono focalizzati omogeneamente sulla superficie sferica di una "pasticca" (pellet) di combustibilibe nucleare così da comprimerla ad una densità centinaia di volte superiore a quella della materia solida, portandola ad implodere con conseguente raggiungimento della temperatura necessitata. In sintesi, si dispone di una tecnologia che ha consentito di superare la generazione di superare praticamente tutti i problemi legati ai reattori “tokamak” progettati dalla metà degli anni ottanta. L’attuale generazione di macchine è detta ITER, ma già un’altra, la cosiddetta terza generazione, può essere progettata, a patto di non demonizzare la ricerca e lo studio per le applicazioni civili dell’energia nucleare, poiché già progettare l'ITER con basse prestazioni è stata una scelta politica, non scientifica, e una macchina che possa raggiungere l'ignizione (Q = infinito) è un traguardo perfettamente raggiungibile allo stato attuale delle conoscenze.
E.V.


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