Il Sole in tasca

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Con quest’articolo si conclude la serie incentrata sulla necessità di cambiare modello di sviluppo e, con esso, il nostro stile di vita. Si rammenta che l’Autore è ingegnere chimico e docente di chimica e tecnologie chimiche nelle scuole superiori

La fissione nucleare è ciò che tutti vorremmo. Tutti ma proprio tutti vorremmo. Solo che non è affatto semplice poiché si tratta di riprodurre il Sole sulla terra. Ed è veramente un casino. Andiamo con ordine. Due atomi di idrogeno in condizioni particolari, correttamente nello stato di plasma, che per l’idrogeno significa gas ionizzato e non sangue, possono unirsi completamente e fondendo insieme i due nuclei formare un nuovo atomo, quello di elio. Volendo essere precisi i due atomi di idrogeno che si fondono sono il deuterio e il trizio. Due isotopi dell’idrogeno. Si tratta di due elementi facilmente reperibili, perché il deuterio lo prendiamo dall’acqua e il trizio si estrae dal litio nel reattore a fusione. Il trizio è radioattivo, molto poco, tanto che decade durante la normale vita di attività del reattore.

I due atomi di idrogeno hanno ciascuno un protone, quando si fondono diventano un atomo di elio, cioè di un elemento che ha due protoni nel suo nucleo, e così facendo ci danno un sacco di energia: un litro di acqua libererebbe 30.000 Kwh di energia (il deuterio si ricava dall’acqua, ricordiamocelo). E ancora: l’energia ottenuta da un litro di acqua è 2500 volte maggiore di quella che otteniamo da un litro di benzina. Duemilacinquecento volte! Ditemi voi.

Solo che per far sì che due atomi di idrogeno si fondano c’è bisogno di superare barriere energetiche di contrasto a questa fusione che sono spaventose nelle loro quantità. Non per niente è una reazione che avviene sul Sole ― per la verità è la lotta di ogni giorno su tutte le stelle fra la possibilità di esistere, producendo continuamente energia per fusione nucleare, e l’energia potenziale che le vuole portare a diventare un buco nero vale a dire a collassare, a “morire” ― sul Sole, dicevo, avviene tranquillamente, e fortunatamente accadrà per qualche miliardo di anni ancora. Quando questo non avverrà più, quando il Sole si spegnerà, un sudario gelido e mortale avvolgerà il nostro pianeta, e buonanotte al secchio.

Sulla Terra, dal punto di vista della tecnologia è veramente una sfida senza pari. Nessun problema di inquinamento, di impatto ambientale, di scorie, di rifiuti, niente di niente, solo tanta, tantissima, praticamente illimitata energia pulita, ma costruire un reattore a fusione, farlo funzionare e “allacciarlo” alla rete elettrica è una sfida che secondo alcuni non sarà mai vinta.

Come si fa a riprodurre una stella sulla terra?

Da un punto di vista teorico attraverso tre passaggi: producendo artificialmente il plasma; alimentandolo di continuo; confinandolo. Il problema è che tutti e tre i passaggi sono ingegneristicamente molto difficili da realizzare. E “molto difficili” può essere tranquillamente considerato un eufemismo.

Sono sostanzialmente due le strade intraprese, due esperimenti, si badi non siamo ancora a nessun reattore a fusione di potenza, la prima è il confinamento magnetico e l’altra il confinamento inerziale. Questa seconda è indietro rispetto alla prima e, quindi, in questo caso la strada è ancora più impervia, mentre la prima sembra più promettente. Almeno questo capisco io. Il confinamento magnetico dà perfettamente l’idea delle difficoltà immani che dal punto di vista tecnologico e ingegneristico bisogna risolvere perché da un lato abbiamo temperature di milioni di gradi per ottenere il famoso plasma, dall’altro, contemporaneamente, temperature vicino allo zero assoluto, pari a meno duecento sessantanove gradi centigradi, per ottenere magneti superconduttori. Questi magneti, e ovviamente i campi elettrici, hanno una funzione insostituibile per alimentare e confinare il plasma.

Alimentare vuole dire aumentare l’energia cinetica associata ai nuclei dell’idrogeno e far sì che questi, a due a due, si fondano. La barriera energetica da superare affinché i due nuclei di idrogeno si fondano e diventino elio è bella alta, lo abbiamo detto, aumentare l’energia cinetica significa fare in modo che l’urto sia di quelli efficaci. Il confinamento è più facile, come concetto: nessun materiale può resistere a temperature di centinaia di milioni di gradi, per cui il plasma deve stare lontano dalle pareti del reattore, non ci sono alternative. E tutto questo lo si fa con i suddetti “benedetti” superconduttori. Cioè per tenere a bada il plasma i magneti devono essere non efficienti, di più. Perché lo siano bisogna che lavorino a -269°C. Un reattore a fusione si materializza, allo stesso tempo, come il luogo più infernale e più gelido dell’universo mondo. Una follia. Una follia che però dalle parti di Cadarache, in Francia, pensano di potere perseguire con un progetto denominato ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), sottoscritto da sette partner: Cina, EURATOM (rappresentata dalla Commissione Europea), India, Giappone, Corea del sud, Russia e Stati Uniti; un sito di 42 ettari e un reattore del peso di 23.000 tonnellate, con qualche milione di componenti, dal nome inquietante di TOKAMAK. In questa ridente località francese bisognerà capire se riusciremo a rendere il fattore Q decisamente maggiore di uno.

Pensavate fosse finita, e invece no. Ma questa volta è veramente facile. Vogliono sperimentalmente dimostrare che è possibile ricavare dalla fusione dieci volte l’energia spesa per il plasma. Questo per potenze elevate, però, perché per potenze basse qualcosa è stato ricavato in Inghilterra. A Cadarache, in particolare, immettendo 5 MW di energia per la creazione e l’alimentazione del plasma ne vogliono ottenere 50 MW. Attenzione, ITER non si propone di produrre energia elettrica, ma di dimostrare che finalmente dalla fusione si ottiene un bilancio positivo in termini di energia per potenze elettriche congruenti con la rete e i consumi.

Ancora una volta è un esperimento, di quelli decisivi però. Perché se tutto andasse per il verso giusto sarebbe lo snodo per la realizzazione di reattori, a partire ovviamente da un prototipo, per la produzione di energia elettrica. Ce la faranno oppure no? Francamente non lo so. A sensazione direi di sì, ma sono talmente tante le cose che possono andare storte che è veramente molto difficile prevedere come andrà a finire. Quello che si può dire è che gran parte dei paesi sviluppati, se non tutti, si sono consorziati e ci stanno dando dentro mettendo soldi, capacità, competenze e tecnologia di qualità elevatissima. Per non piangerci sempre addosso, mi permetto rimarcare che il più importante esperimento propedeutico a quello che succederà nel sud della Francia si terrà a Frascati, Roma. Questo esperimento riguarderà un punto chiave del Tokamak, dovrà testare i materiali che si troveranno faccia a faccia con il Sole. Dovrà testare, cioè, quella parte del reattore sulla quale sarà deviato il turbolento e infernale plasma, meglio, una qualche quantità, invero si prevede piccola, di questo, che è sfuggita alla “presa” del campo elettromagnetico, che è, ora lo sappiamo, il campo di forza per il confinamento del gas ionizzato.

Capisco se in tanti, di fronte a una sfida che sembra impossibile, e per certi versi siamo veramente al limite, potranno con una loro ragione dire: quanti soldi sprecati! Forse è così, forse no. Se ce la facciamo, l’umanità ha svoltato. Su questo non ci sono dubbi. Lo ripeto: energia pulita praticamente illimitata. E se non ce la facessimo, c’è tanta ricerca, innovazione, tecnologia di altissimo profilo, competenze, soluzioni ingegneristiche, che la ricaduta su altri campi dell’industria e nell’economia sarà forse superiore a quella che si è avuta con la “conquista” della Luna. Oltre a essere già da adesso messaggero, ITER, di unione fra nazioni stati e popoli concentrati e determinati a vincere. O, comunque, a fare tutto ciò che possono. In pace. Che resta il bene più prezioso.

Mi sia permessa un’annotazione finale. Uno degli atteggiamenti o, se volete, dei vizi italici è quello di rifugiarsi sistematicamente all’estero, in maniera mirata e circoscritta e fin troppo di parte. Ultimamente va per la maggiore la centrale nucleare di Zaporižžja in Ucraina e, perciò stesso, il pericolo rappresentato dalle centrali nucleari a uso pacifico in tempo di guerra. Che dire?

L’Italia è sotto ombrello NATO e ci rimarrà per molti anni ancora, direi per sempre, posto che persino la massima responsabile della destra sovranista italiana, attualmente Presidente del Consiglio in pectore, ha detto a chiare lettere che la Madre Patria rimarrà saldamente ancorata all’Europa senza se e senza ma, almeno per quello che riguarda la Difesa comune. Per gli scostamenti di bilancio e i debiti sempre più immani a carico di intere generazioni di “balilla” e “figli della lupa”, si vedrà. Se questo è vero, e non ci sono dubbi, perché la donna è di parola, e anche perché dove andiamo o potremmo andare non si sa, staremmo al calduccio con la Nato e una guerra contro questa Alleanza, difensiva, così qualche compagno piglia carta e penna e ci divertiamo, ci darà o darebbe, fate voi, ben altre preoccupazioni di un ipotetico incidente di guerra a una centrale nucleare.

I francesi che tengono ben 19 centrali per 58 reattori del tipo PWR attivi, e altri pensano di implementarne, e dai quali compriamo una buona fetta dell’energia elettrica che ci serve, pagandola bei soldi, magari loro, dovrebbero preoccuparsi. Non mi pare che lo facciano. Forse perché una guerra Nato è, come scenario plausibile, una guerra nucleare. Vera. Con bombe nucleari. Vere. Che volete che se ne facciano i generali russi, i quali hanno nella loro dottrina militare strategica l’uso di bombe nucleari tattiche, che significa a potenziale “limitato”, di una centrale, diciamo, francese? La quale, oltretutto, sarebbe ben difesa da sistemi antimissili, e molto altro, che dalle parti del Don sembrano proprio non concepire, posto che hanno bisogno dei droni degli ayatollah. Nel Donbass.

Ma, poi, mi domando e chiedo, di cosa ci preoccupiamo noi, in Italia?

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