22/11/2006 ENERGIE FUTURE  
FUSIONE NUCLEARE: IL FUOCO DEGLI DEI
Sarebbe la soluzione migliore, una grande svolta per l'Umanità, qualora venisse realizzato il progetto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), la cui sfida ufficiale è partita ieri da Parigi, supportata da un investimento stimato attorno ai 10 miliardi di euro. .

Difatti, è stato sottoscritto nella capitale francese l'impegno per avviare il programma di ricerca, il cui obiettivo è rendere la fusione nucleare un'energia a disposizione dell'uomo.

Ciò è stato possibile grazie all'intesa senza precedenti raggiunta tra gli scienziati di Cina, Corea del Sud, Giappone, India, Stati Uniti, Russia ed Unione Europea.

"E' la mano tesa alle future generazioni" ha detto il presidente Chirac nel salutare i rappresentanti dei paesi venuti a sottoscrivere il trattato.

Dopo anni di estenuanti trattative l'accordo è stato raggiunto anche nella scelta del Paese in cui ospitare la struttura: a Cadarache, nella Francia meridionale.
L'obiettivo del progetto è quello di realizzare un reattore in grado di produrre energia attraverso la fusione termonucleare controllata. Estrarre, cioè, in qualche decina d'anni energia da un litro d'acqua di mare come si fa da un litro di petrolio o dal carbone.

Ciò consentirebbe all'umanità di fare affidamento su una fonte pulita e inesauribile, visto che un impianto a fusione potrebbe produrre 1 GW di elettricità al giorno da pochi chilogrammi di combustibile costituito da isotopi dell'idrogeno, deuterio e trizio, facilmente reperibili dall'acqua di mare e dal litio, il metallo più leggero, molto comune sulla crosta terrestre.

Come dico nell'articolo che segue, che l'uomo vorrebbe ricreare all'interno di un laboratorio lo stesso meccanismo di produzione di energia che avviene nel sole. Verrà costruito un reattore in grado di scaldare la materia fino a 100 milioni di gradi, perchè solo a questa temperatura gli atomi vincono la repulsione reciproca.

Concludo, aggiungendo un estratto dall'articolo di Repubblica.it

La difficoltà principale è quella di riuscire a realizzare "tokamak" in grado di generare più energia di quanto ne consumano per produrre il campo magnetico necessario a "contenere" le incredibili temperature generate al momento della fusione. La costruzione del grande reattore Iter dovrà cominciare nel 2008 e durerà una decina d'anni. Dovrebbe quindi entrare in funzione nel 2018 e gli scienziati sperano di poter ottenere una produzione industriale in una quarantina d'anni, quando le riserve di petrolio arriveranno al loro esaurimento.

L'attesa per una dimostrazione industriale e tecnologica della validità del progetto è fissata per gli anni 30, ha ricordato Bernard Bigot, alto commissario all'energia atomica. Se tutto procederà secondo le aspettative, verso la metà del secolo la prima energia prodotta con la fusione dovrebbe essere immessa sulle reti elettriche mondiali.

Non manca però il partito degli scettici che ritiene il progetto Iter (così come la possibilità di sfruttare commercialmente la fusione nucleare) un'impresa faraonica dalle dubbie possibilità di riuscita. Un obiettivo fuori portata, ma in grado di sottrarre preziose risorse finanziarie ad alternative molto più credibili, come ad esempio uno sfruttamento più efficace dell'energia solare. Tra i dubbiosi sulla fattibilità dell'impresa anche il grande fisico W. Parkins, uno dei protagonisti del "progetto Manhattan" scomparso lo scorso anno.


Per risolvere definitivamente la crisi energetica del nostro pianeta, basterebbe prendere un pezzetto di sole e portarlo sulla Terra: il suo calore potrebbe far girare per migliaia di anni milioni di turbine e generare elettricità per tutti.

L'idea di ricreare sulla Terra ciò che avviene all'interno del Sole, con la fusione di atomi leggeri e la generazione di altissime temperature, fa parte della cinquentennale rincorsa dell'uomo a quel processo che tiene accesi il Sole e le stelle, la cosidetta fusione termonucleare, definito per lungo tempo "il fuoco degli dei".

Già 50 anni fa si diceva che la fusione nucleare la si sarebbe avuta nel giro di un decennio e all'epoca era anche una previsione abbastanza ragionevole.

Ma così non è andata.

Per alcuni decenni gli scienziati hanno tentato di replicare la reazione termonucleare per ricavarne energia, ma con scarsi risultati. Inoltre, le grandi potenze di allora preferivano di più mettere in mostra i muscoli nelle sfide spaziali, che scontrarsi su temi energetici, all'epoca non così rilevanti come oggi.

Ma al di là di ciò, oggi più di ieri, se ne prevede un possibile utilizzo nel giro di trenta, quarant'anni.

La reazione nucleare sarebbe una fonte energetica quasi inesauribile, poichè i vari atomi d'idrogeno necessari alla fusione si possono estrarre o dall'acqua o dal litio, un metallo molto comune sulla crosta terrestre.

Ma tra "il dire e il fare c'è di mezzo il mare", cosicchè le cose si sono rivelate più complicate del previsto e nonostante si vociferi d'essere ormai prossimi al risultato, la fattibilità scientifica di una centrale a fusione, non è stata ancora dimostrata.

Adesso, per vedere all'opera il primo reattore dimostrativo si parla del 2030.

Ma come mai è così difficile riprodurre la fusione dell'idrogeno in elio (una delle reazioni più comuni nell'Universo) e liberare così energia?

Probabilmente, le ragioni sono molteplici, politiche, economiche ma anche scientifiche.

Le macchine dove si studia la fusione sono apparati sperimentali che assomigliano a ciambelle cave, tipo la ciambella magnetica sul tokamak europeo JET-EFDA.

Intorno alla ciambella potentissimi magneti super conduttori creano dei campi migliaia di volte più potenti di quello terrestre mentre all'interno, in un vuoto quasi perfetto, verrà realizzato e poi inserito il plasma che verrà riscaldato fino a toccare i 100 milioni di gradi.

Spesso il plasma (nuclei separati dagli elettroni) però, non vuole saperne di rimanere confinato nella zona prevista e allora fugge, raffreddandosi.

Nel corso della fusione gli isotopi dell'idrogeno s'incontrano formando un atomo di elio e liberando un neutrone insieme ad una grande energia.

Ed è proprio questo "il fuoco degli dei", il tenue velo luminiscente che si forma all'interno della ciambella, l'energia che in futuro verrà catturata per produrre elettricità.

In alcuni esperimenti è accaduto che il plasma (miscela nucleare) del JET (Joint European Torus) è rimasto acceso solo per pochissimi secondi, producendo una energia pari a 16 MW... ma la potenza prodotta era solo poco più della metà di quella consumata per innescare la reazione.

Ma per capire se è veramente possibile produrre più energia di quella consumata per innescare le reazioni, è necessario costruire una macchina ancora più grande del JET.

Secondo alcune teorie, una nuvola di plasma più voluminosa sarà meglio isolata termicamente e dunque potrà raggiungere con facilità le temperature necessarie.

Ed è in questo contesto che nasce ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), il prototipo commerciale di un reattore che produrrà elettricità grazie alla fusione nucleare.

Guadagnando consensi e partner pronti a scommettere che tra un paio di decenni il prototipo funzionerà, ITER ha lo scopo di dimostrare la possibilità di ottenere del plasma in grado di sostenere la reazione di fusione nucleare per un tempo sufficientemente lungo.

Difatti, nel piano dei progettisti ITER dovrà produrre 10 volte l'energia consumata per accendere la reazione, mentre il plasma dovrebbe restare acceso per oltre un quarto d'ora se non un'ora.

Così, con l'obiettivo di fornire più energia a tutti, a Cadarache, non lontano da Marsiglia, cinesi, americani, giapponesi e russi si ritrovano a parlare di nucleare come vecchi amici.

Kaname Ikeda, responsabile di ITER, ne parla come di un grande progetto quale può essere quello della costruzione di una macchina per la fusione con potenza di 500 MW, la più grande mai realizzata. "Bisogna impegnarsi a farlo con costi e tempi precisi e dimostrare che la Scienza e la Tecnologia cui si basa ITER, sono abbastanza affidabili da far diventare la fusione una fonte di energia per il genere umano... Per riuscire in questo, bisogna essere un gruppo di lavoro affiatato", ha detto Kaname Ikeda, che è anche ambasciatore giapponese in Croazia.

Originariamente il progetto è stato sviluppato dalla Unione europea, dal Giappone, dalla Russia e dagli Stati Uniti. In seguito si sono aggiunti anche scienziati e tecnici di Cina, India e Corea del Sud, i quali si sono "portati dietro la propria esperienza", quali, ad esempio, progetti di macchine per la fusione su scala più ridotta rispetto a ITER, macchine che hanno già costruito o pianificato per i prossimi anni.

A Cadarache vi lavorano 200 esperti del settore e 300 tecnici come personale di servizio ed è quindi naturale trovare tra essi opinioni diverse, interessi campanilistici, ma anche divergenze di vedute sul come procedere negli esperimenti.

Tuttavia, sette membri hanno trovato l'accordo sul modo di come sviluppare i progetti e l'attività di ricerca, e nel contempo far avanzare gli studi e sviluppare le tecnologie nel campo della fusione con i rispettivi centri di ricerca nazionale.

L'Italia vi partecipa attraverso ENEA (che coordinera' il progetto per la parte italiana), CNR e INFN.

Per coloro che invece ritengono ITER un progetto senza senso, rammenta Kaname Ikeda, c'è invece il dovere scientifico di dimostrarne la fattibilità scientifica e tecnologica.

Il reattore dovrebbe diventare operativo nel 2016 dopodichè spetterà alla Comunità scientifica verificare come potrà essere sfruttato commercialmente.

Tra i partner il ruolo dell'Europa è fondamentale, in quanto vi contribuisce per circa metà del finanziamento, ospita il reattore e fornisce i laboratori.

Quando la fusione nucleare sarà una fonte di energia elettrica, le persone, i governi e le aziende potranno vedere quanto questa tecnologia è affidabile, fattibile ed economica alla luce della sua efficienza e della sua compatibilità ambientale.

Difatti, la fusione non produce anidride carbonica, non consuma ossigeno, non produce materiali tossici o materiali radioattivi con lunghi tempi di decadimento, necessita di risorse facili da ottenere come l'acqua e il trizio (isotopo dell'idrogeno) e affievolisce la proliferazione nucleare, quindi è evidente, che a lungo termine sarà la fonte più competitiva e accessibile per ottenere energia.

Se tutto procederà senza intoppi, nel 2030, dopo ITER, ci sarà DEMO, un nuovo reattore che dovrà dimostrare che è possibile costruire e operare in modo economico una centrale elettrica a fusione.

A quel tempo, il petrolio e il gas naturale, più il primo che il secondo, sarà forse esaurito e l'Umanità dovrà aver trovato il modo di alimentarsi con energia pulita.

A meno che dalla Luna... nel frattempo... non siano giunte altre notizie interessanti...


Altro articolo: UNA POSSIBILE VIA VERSO LA FUSIONE

Fonte: il professor echos.blogosfere
 

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