Wendelstein 7-X: in Germania provano a imitare il Sole 

Inseguendo la fusione nucleare, in Germania ci stanno provando. Tutto grazie a Wendelstein 7-X, un enorme ritrovato di tecnologia che gli scienziati tedeschi dell'Istituto Max-Planck di Greifswald, nel nord-est della Germania, hanno messo in piedi sognando di copiare il Sole. Da tempo i fisici cercando un modo per abbandonare i combustibili fossili e l'uranio, e abbattere l'inquinamento e l'effetto serra. Il meccanismo è chiamato fusione nucleare, e accade in scala enormemente più grande nel Sole producendo energia. Una circostanza che ha permesso lo sviluppo della vita sulla Terra. Un sogno possibile ?

È l'atomo d'idrogeno, ed in particolare due sue manifestazioni, gli isotopi deuterio e trizio, che sottoposti ad immani temperature fondono producendo elio e tanta, tantissima energia. Sul Sole questo processo esiste da oltre 4,5 miliardi di anni ed è ciò che alimenta il suo "motore vitale" permettendo alla Terra di essere piena di vita.

Questo fenomeno naturale ha la caratteristica di non produrre elementi secondari nocivi e, se trasformato nei giusti modi, non produce scorie o sostanze inquinanti, quindi, chi riuscirà a "imbrigliare" tale energia ne metterà a disposizione dell'umanità una fonte inesauribile liberando il mondo da problemi che si chiamano inquinamento e dipendenza dal petrolio.

La differenza tra fusione e fissione nucleare

 

Il processo di fusione nucleare consiste nell’unire tra loro due o più nuclei di atomi leggeri per ottenerne uno più pesante. Perché tale processo avvenga è necessario l’avvicinamento tra loro di protoni, i quali però fanno resistenza a causa delle forze repulsive tra cariche elettriche di uguale segno. Per vincere tale repulsione bisogna portare la materia allo stato di plasma, mediante temperature all’ordine di dieci milioni di gradi. Una volta innestato il processo di fusione si produce più energia di quanta non sia servita per innescarla, rendendo la reazione esotermica, permettendole cioè di auto-alimentarsi. Il Sole e le altre stelle funzionano secondo questo principio, che è stato poi “riprodotto” dall’uomo. Ogni secondo, nel Sole, 564,5 tonnellate di Idrogeno vengono convertite in 560 tonnellate di Elio, mentre 4,5 tonnellate diventano energia che, sotto forma di raggi gamma, risalgono lentamente sulla superficie per essere poi irradiata nello spazio e giungere in piccolissima parte sulla Terra.

 

Al contrario nel fenomeno di fissione nucleare nuclei di atomi pesanti con troppo pochi neutroni risultano instabili, per cui finiscono per dare origine alla scissione del nucleo in atomi più leggeri. A differenza della fusione, la fissione richiede talmente poca energia che avviene spontaneamente in natura. Per fissione s’intende la rottura del nucleo in due o più frammenti più piccoli mediante l’azione di neutroni, quali ad esempio uranio235, torio232, plutonio239 ecc. I principali effetti di questo fenomeno sono la liberazione di una grande quantità di energia e l’emissione contemporanea di 2-3 neutroni, che possono fungere da veicolo di reazione, provocando nuove fissioni e innescando così una reazione a catena. L’energia che si libera nel corso di processi di fissione dei nuclei, se tenutarigorosamente sotto controllo, può essere sfruttata per produrre elettricità.

 

I reattori nucleare in tutto il mondo utilizzano il principio della fissione nucleare. Le centrali sono in grado di gestire una reazione nucleare a fissione a catena in maniera controllata a partire da materiale fissile. Le centrali nucleari le quali possono contenere anche più reattori nucleari nello stesso sito. Il problema maggiore lo conosciamo: l'uranio, lo scorie nucleari e una gestione energetica complicata.

Il reattore di ricerca Wendelstein 7-X presso l'Istituto Max Planck a Greifswald (Germania)
Il reattore di ricerca Wendelstein 7-X presso l'Istituto Max Planck a Greifswald (Germania)

Gli scienziati di Greifswald, vogliono creare un impianto a fusione nucleare. Dopo tanti fallimenti di molti altri colleghi, sembrano essere riusciti nell'impresa di trovare una maniera efficace per confinare l'enorme energia che produce un processo di fusione nucleare ed hanno costruito una sorta di grande "pentolone" a ciambella, nel quale gli isotopi dell'idrogeno, riscaldati ad oltre 100 milioni di gradi centigradi, separano i loro elettroni dal nucleo dando origine ad un "brodo" atomico, il plasma, del tutto simile a quello delle stelle. Le temperature in gioco in questo processo, decisamente superiori a qualsiasi altra producibile dall'uomo, mettono a disposizione, in linea teorica, la più grande sorgente energetica.

 

Quello che promette Wendelstein 7-X, lo Stellator, è di aver trovato una maniera efficace di accendere e contenere la fusione nucleare ma questo tipo di reattore, finora costato 1 miliardo di euro e 19 anni di lavoro, avrà ancora bisogno di molto tempo prima di diventare operativo, forse un secolo.

 

E' naturale che tali orizzonti temporali facciano confinare la notizia proveniente dalla Germania nell'ambito della fantascienza, ma come sostiene il Prof. Thomas Klinger che guida il gruppo di sviluppo del Wendelstein 7-X "questa è scienza preventiva, è come piantare alberi. Se non pianti gli alberi adesso non ne avrai fra cent'anni. Occorre essere previdenti".

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Commenti: 3
  • #1

    Receptionist (lunedì, 21 dicembre 2015 22:13)

    Il riferimento agli alberi é molto bello.

  • #2

    GIOVANNI9759 (martedì, 22 dicembre 2015 17:56)

    anche ammesso che i tedeschi riescano nell'epica impresa......poi chi mandano a spiegare ad Exon, Shell, Bp che possono fermare le trivelle ???? la Merkel ???? ;)

  • #3

    Mauro (sabato, 26 dicembre 2015 09:37)

    Qui si gioca con il potere più vecchio del mondo i soldi sono il solo Dio, davanti al quale l'umanità intera, si inginocchia. Inoltre portare a 1000 e più gradi il reattore, non consuma energia?