Che cosa c’entrano la fusione nucleare, il sole e una stanza? Al di là dell’apparente strizzatina d’occhi all’emozionante cover del brano di Gino Paoli interpretata da Mahmood e Blanco a Sanremo, c’entrano per descrivere ciò che è stato riprodotto ieri a Oxford nell’esperimento JET (Joint European Torus) a cui partecipa attivamente l’Italia grazie a Enea. Sono stati prodotti alcuni Mega Watt di potenza per pochi secondi a seguito di un esperimento di fusione nucleare che migliora il record precedentemente ottenuto. Di per sé l’energia prodotta non è enorme, ma dimostra ancora una volta le grandi potenzialità dell’utilizzo del processo di fusione per produrre energia pressoché “pulita”.
Se si prendono i nuclei di atomi molto leggeri e si portano a una distanza molto piccola, tendono a fondersi e formano un atomo nuovo e più pesante, cioè contenente un numero maggiore di protoni e neutroni rispetto agli elementi di partenza. Un esempio è quello che avviene con gli atomi di idrogeno o, meglio, i suoi isotopi deuterio (che contiene un protone e un neutrone) e trizio (che contiene un protone e due neutroni), che si fondono tra di loro e creano atomi di Elio (che contiene due protoni e due neutroni), rilasciando i neutroni in eccesso.
A loro volta gli atomi di Elio possono fondersi e creare atomi via via sempre più pesanti. Ecco, se poteste pesare gli atomi prima e dopo la reazione di fusione, vi accorgereste che la loro massa è diminuita. E dove è andata a finire questa massa? Si trasforma in energia, come descritto dalla celeberrima formula di Einstein E=mc2. E questa grandissima quantità di energia può essere prodotta, immagazzinata e utilizzata lasciando come uniche scorie degli atomi di Elio e qualche neutrone.
Che è poi quanto avviene nel centro delle stelle e del nostro Sole, dove gli atomi leggeri si fondono in continuazione producendo l’energia che si propaga fino alla Terra e creando tutti gli atomi più pesanti che costituiscono la materia che conosciamo.
Tutto facile no? Quasi.
Il problema è che per innescare le reazioni di fusione, i nuclei degli atomi devono essere molto vicini. In condizioni normali, i nuclei sono circondati dagli elettroni, carichi negativamente, per cui se avviciniamo due atomi la repulsione elettrica tra le nuvole elettroniche che circondano i due nuclei impedisce che essi si arrivino a distanze molto piccole. L’unico modo è “strappare” gli elettroni dai nuclei e creare il cosiddetto plasma, il quarto stato della materia costituito da un gas di nuclei ed elettroni strappati da essi. Questo è proprio quello che avviene all’interno del Sole, dove le temperature elevatissime rendono possibile la creazione del plasma e le reazioni di fusione.
E come è possibile riprodurre il Sole in una stanza?
Le temperature all’interno del Sole sono così elevate che non esiste alcun materiale che possa contenere il plasma senza fondersi istantaneamente. L’unico modo per risolvere il problema è fare in modo che il plasma non tocchi mai le pareti della stanza. Per fare questo si usano delle macchine molto particolari, dette Tokamak, che, grazie a campi magnetici elevatissimi, riescono a “confinare” il plasma nel centro della nostra stanza.
Ovviamente lo sforzo tecnologico e l’energia necessaria per fare questo sono elevatissimi. La dimostrazione di poter produrre più energia di quella necessaria per far funzionare questi macchinari molto complessi è già un passo avanti molto importante. Ma l’esperimento JET è solo un piccolo passo verso la realizzazione di ITER, il grande laboratorio europeo che dovrebbe produrre energia da fusione nucleare in maniera continuativa e affidabile. Manca davvero poco, per un passo enorme.
