Il sogno di creare il sole in una stanza, così la scienza insegue il suo Santo Graal

Quella che verrà svelata oggi è una tappa di un cammino lungo sett’anni. E destinato, a meno di ancor più clamorosi annunci della Segretaria dell’Energia Usa Jennifer Granholm, a durare altri decenni. L’uso della fusione nucleare viene fatto risalire al primo novembre 1952, quando fu fatta esplodere negli Usa la prima bomba H. A sostenerne la fattibilità era stato nel 1946 il fisico Edward Teller, mentre Robert Oppenheimer, capo del Progetto Manhattan che aveva portato alla realizzazione della prima bomba atomica (basata sulla fissione), si era opposto per motivi etici. La spuntò Teller, anche perché nel frattempo l’Unione Sovietica si era dotata di bombe a fissione.

Fortunatamente negli anni Sessanta si decise di sfruttare anche a fini civili la reazione che, fondendo due atomi di idrogeno, genera un atomo di elio e un neutrone carico di energia. Fu subito chiaro, però, che confinare in uno spazio finito il meccanismo che alimenta il Sole e le altre stelle sarebbe stato cosa ben diversa dal provocare una devastante esplosione. E infatti, mentre la fissione nucleare (in cui è la rottura di atomi pesanti a produrre energia) già nel 1955 era alla base di centrali che producevano elettricità, la generazione di energia a uso civile tramite fusione resta ancora una chimera, nonostante le speranze generate dall’annuncio di oggi. 

Quel patto che accelerò il progresso tecnologico

Tanto per dare un’idea: il reattore sperimentale più avanzato per la fusione è Iter, in via di costruzione nel sud della Francia, grazie a una collaborazione tra Stati Uniti, Russia, Cina, India, Giappone e Corea del Sud. Macchina monumentale che viene assemblata non senza difficoltà: uno stop si è appena reso necessario dopo la scoperta di crepe in alcuni componenti. Ebbene, questo impianto nella migliore delle ipotesi dovrebbe essere acceso alla fine del 2025: a 40 anni esatti dallo storico accordo di Ginevra tra Reagan e Gorbaciov che diede il via alla collaborazione per lo sviluppo della fusione nucleare a fini civili. “E’ stato quel patto tra le due super potenze di allora ad accelerare il progresso tecnologico”, spiega Stefano Monti, rientrato nel Dipartimento Fissione e fusione dell’Enea, dopo undici anni presso l’Agenzia internazionale per l’energia atomica. 

Non sono stati 40 anni sprecati: si sono messi a punto tecnologie e materiali capaci di ingabbiare il cuore di una stella in pochi metri cubi. Per produrre i potentissimi campi magnetici che confinano e strizzano gli atomi fino a farli fondere uno con l’altro, occorrono temperature vicine allo zero assoluto (-273 gradi), ma a pochi centimetri di distanza il plasma di idrogeno si surriscalda fino a centinaia di milioni di gradi: è come dover ricreare in una stessa stanza contemporaneamente il luogo più caldo e quello più freddo dell’Universo.   

La svolta

C’è poi l’altra tecnica, quella adottata dai Lawrence Livermore National Laboratory, al centro dell’annuncio di oggi, e che va sotto il nome di confinamento inerziale: 192 potentissimi raggi laser vengono sparati su un bersaglio di combustibile, provocando la fusione dei suoi atomi e l’emissione di neutroni che portano i 4/5 dell’energia rilasciata. Il team californiano già l’anno scorso aveva ottenuto risultati incoraggianti: una reazione di fusione nucleare con rilascio di energia, anche se inferiore a quella “immessa” dai laser. L’annuncio di oggi dovrebbe segnare la svolta: l’energia dei neutroni rilasciati (tra i 2,6 e i 3 megajoule) è stata superiore a quella iniettata (2 megajoule). Una pietra miliare nella storia della fisica nucleare, ma non ancora la conquista del Santo Graal della fusione. Occorrerà attendere i dettagli che saranno resi noti oggi, ma è molto probabile che il bilancio energetico complessivo sia comunque negativo, perché per alimentare i 192 laser occorrono molto più dei 2 megajoule poi sparati sul bersaglio.  

Un cammino ancora lungo

Per questo il cammino è ancora lungo. “La reazione nucleare è la base di tutto: se non è promettente dal punto di vista dell’energia possiamo andarcene tutti a casa”, ammette Monti. “Ma poi c’è tutta l’ingegneria: intorno a queste reazioni bisogna costruire un impianto che ne sfrutti l’energia. E normalmente per sviluppare una macchina del genere ci vogliono decenni”. 

Al momento nella National Ignition Facility dei Lawrence Livermore National Laboratory non si genera energia né elettricità: ma solo neutroni. Quando il processo sarà davvero conveniente dal punto di vista energetico, occorrerà trovare il modo di trasformare quel flusso di neutroni in calore e quindi in corrente elettrica. Un obiettivo che potrebbe, appunto, richiedere decenni. Per questo, l’annuncio di oggi, pur storico, probabilmente cambierà la storia del nostro rapporto con l’energia solo nella seconda metà del secolo.