Una fonte di energia (quasi) illimitata – Il plasma di fusione ITER sarà sospeso nel vuoto

Una fonte di energia (quasi) illimitata – Il plasma di fusione ITER sarà sospeso nel vuoto

Si prevede che il reattore di fusione ITER porterà il Sole sulla terra a partire dal 2035. Potrebbe sfruttare una fonte di energia quasi illimitata tramite la fusione dei nuclei di idrogeno. Il vuoto è indispensabile per attivare e controllare la fusione nucleare.
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Quando gli atomi di idrogeno vengono convertiti in elio, vengono rilasciate grandi quantità di energia. Questo processo non produce né gas serra né scorie radioattive infinite. Il bombardamento di neutroni produce solo una radioattività minima in determinati componenti metallici del sistema, che può essere facilmente controllata con mezzi tecnici.

Una soluzione per uno dei problemi dell'umanità?

Lo sfruttamento ottimale di questa fonte di energia potrebbe risolvere alcuni dei problemi più impellenti dell'umanità in un solo colpo. Il progetto vede la partecipazione di molti Paesi: UE e Svizzera, USA, Cina, Corea del Sud, Giappone, Russia e India hanno unito le forze in uno sforzo collaborativo che ha pochi precedenti a livello globale. Fu avviato dai presidenti Mikhail Gorbaciov e Ronald Reagan in un'era che sembra ormai lontana anni luce. Cadarache, nel sud della Francia, fu scelta come sede di ITER ("strada"; in latino).

La fusione alimenta il sole. Sulla Terra, questa reazione avviene a temperature persino più elevate che nel nucleo della nostra stella centrale: 15 milioni di gradi Celsius. Nessun materiale terrestre sarebbe in grado di sopportare queste temperature, per questo il materiale di fusione (plasma idrogeno-elio) viene sospeso mediante un campo magnetico estremamente forte. La reazione avviene in una camera per vuoto. Una volta completata, sarà la più grande del mondo. È composta da 9 segmenti da 500 tonnellate.

Prove di tenuta nei segmenti della camera

Prima dell'assemblaggio, sarà necessario verificare la tenuta dei segmenti. Anche questa procedura avviene sottovuoto. Busch ha fornito a ITER due potenti pompe per vuoto per l'esecuzione delle prove. In futuro, saranno necessari molti generatori di vuoto potenti per evacuare l'intera camera per vuoto. Il reattore dovrebbe essere completato nel 2025, dopo di che inizieranno i test. Secondo i piani, la reazione di fusione autosufficiente dovrebbe iniziare nel 2035.

Il campo magnetico estremamente potente che terrà il plasma bollente in sospensione sarà generato da bobine superconduttrici, che devono essere raffreddate fino a pochi gradi sopra lo zero assoluto. Per mantenere anche questa temperatura così estrema, le bobine sono contenute in un criostato, una camera per vuoto isolata dal diametro di 29 metri.

Quando due nuclei di atomi vengono fusi insieme viene rilasciata un'enorme quantità di energia. Questo è dovuto al fatto che la massa dei nuclei iniziali è maggiore rispetto alla massa dei nuclei generati, compresi i neutroni che vengono rilasciati. Grazie a Einstein (E=m⋅c2) sappiamo che l'energia e la massa sono effettivamente la stessa cosa. La riduzione della massa che si verifica mediante la reazione di fusione corrisponde all'energia rilasciata.

Sulla Terra, queste reazioni si ottengono meglio utilizzando gli isotopi dell'idrogeno deuterio e trizio. Quando vengono fusi, si genera un nucleo di elio e viene rilasciato un neutrone. Un singolo grammo di carburante potrebbe fornire 90.000 chilowattora di energia, l'equivalente del contenuto di energia di 11 tonnellate di carbone. L'acqua di mare garantisce una fonte pressoché inesauribile di deuterio. Il trizio può essere ricavato dal litio, anch'esso presente in abbondanza.


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