Fusione nucleare: energia dall'idrogeno. Come funziona il processo simile al sole

Roma, 12 dicembre 2022 - L'annuncio della produzione di una fusione nucleare avvenuta negli Stati Uniti rappresenta una svolta nella ricera internazionale sull'energia. Una tecnologia illimitata, pulita ed economica: queste le caratteristiche della fusione nucleare. La scoperta fatta dai ricercatori della National Ignition Facility potrebbe presto mettere da parte la fissone nucleare e le centrali atomiche che si basano su questo processo. Ma come funziona la fusione nucleare? Vediamo le caratteristiche principali e perché rappresenta una svolta nella storia della produzione di energia.

Fusione nucleare: cosa è e come funziona

La fusione nucleare è un processo di produzione di energia che imita le reazioni che avvengono nel cuore del sole e delle stelle. La fusione nucleare è molto diversa dalla fissione nuceare che si fonda su un processo, profondamente instabile, che sfrutta la scissione degli atomi. Su quest'ultimo si basano le centrali nucleari a fissione che esistono da molto tempo e sono da sempre al centro di polemiche, perché oltre all'energia, producono scorie radioattive. La fusione nucleare invece non produce scorie radioattive. Avviene attraverso l'avvicinamento di due atomi simili all'idrogeno che arrivano fino al punto in cui si fondano l'uno nell'altro. I prodotti della reazione sono un neutrone e un gas nobile ampiamente utilizzato nella vita quotidiana: l'elio. Questo processo può produrre un'enorme quantità di energia e nello stesso tempo dare origine a un atomo molto stabile. Nel caso di un incidente, il reattore di una ipotetica centrale a fusione nucleare si spegnerebbe spontaneamente.

Il processo di fusione richiede temperature altissime, fino a 150 milioni di gradi, contro i 15 milioni di gradi necessari per innescare la reazione di fusione in una stella. Questo perché all'interno dei reattori gli atomi sono più rarefatti che nelle stelle e il calore aiuta ad accelerarli per favorire il processo di fusione. La materia che si ottiene in questo modo si chiama plasma. Le alte temperature di questa forma della materia rendono necessario contenerla, altrimenti la struttura che la racchiude si scioglierebbe. Il tokamak è un esempio di recipiente per il plasma: è un dispositivo di forma toroidale caratterizzato da un involucro cavo, la così detta 'ciambella', in cui il plasma è confinato mediante un campo magnetico con linee di forza a spirale. A tenere il plasma sollevato e confinato all'interno del grande anello in cui scorre sono i magneti superconduttori, capaci di generare campi magnetici centinaia di migliaia di volte più forti di quello terrestre.