Cina, il "sole artificiale" 10 volte più caldo di quello vero: il record del reattore a fusione nucleare

Mercoledì 2 Giugno 2021 di Francesco Padoa
Cina, il "sole artificiale" 10 volte più caldo di quello vero: il record del reattore a fusione nucleare
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Avete mai pensato al calore che sprigiona il Sole? Quel calore che, arrivando a noi da una distanza media di circa 150 milioni di chilometri, è talmente forte da permettere la vita sulla Terra. Forse qualcosa di inimmaginabile per noi semplici esseri umani, forse un po' meno per gli scienziati. E proprio loro, in Cina, sono riusciti a superare il calore prodotto dalla nostra Stella. Sì, sulla Terra ora si è riusciti a battere, anzi surclassare, la temperatura che sì crede sia registrata sul Sole. Dieci volte di più. Grazie a un "sole artificiale". Secondo quanto riferisce l’agenzia di stampa statale cinese Global Times il reattore a fusione Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), un reattore Tokamak operante nella città di Hefei, avrebbe stabilito quello che viene già considerato come il nuovo record per quanto riguarda la temperatura più calda mai raggiunta artificialmente sulla Terra per un periodo relativamente lungo: 120 milioni di gradi Celsius, una temperatura che il plasma del reattore ha mantenuto per 101 secondi. Inoltre, secondo il comunicato, lo stesso reattore, grazie a un potente campo magnetico che utilizza per fondere il plasma caldo, è riuscito a mantenere anche una temperatura di 160 milioni di gradi Celsius per 20 secondi. Si tratta di una temperatura molto più alta di quella del nucleo del Sole il quale può raggiungere un livello di soli 15 milioni di gradi Celsius.

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Record battuti - Il risultato ha battuto un precedente record di mantenimento della temperatura del plasma a 100 milioni di gradi centigradi per 100 secondi. Alla fine del 2020, in Corea del Sud erano stati raggiunti i 100 milioni di gradi per 20 secondi. Secondo Li Miao, direttore del dipartimento di fisica della Southern University of Science and Technology di Shenzhen, questo risultato è una pietra miliare nel raggiungimento dell'obiettivo di mantenere la temperatura a un livello stabile per lungo tempo. Il dispositivo Tokamak si trova presso l'Hefei Institutes of Physical Sciences dell'Accademia cinese delle scienze. È progettato per replicare il processo di fusione nucleare, che avviene naturalmente nel sole e nelle stelle, e per fornire energia pulita quasi infinita attraverso la fusione nucleare controllata. Il dispositivo in questione è stato costruito verso la fine del 2019 ed è stato acceso per la prima volta nel dicembre del 2020. Attualmente nelle centrali terrestri viene utilizzata la scissione nucleare, un metodo molto più pericoloso e molto meno fruttuoso in termini di energia. Per questo motivo l'accensione del reattore nucleare del "Sole artificiale" della Cina - chiamato HL-2M Tokamak - è stato considerato l'inizio di una nuova era.

 

 

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Energia pulita - L'energia generata dalla fusione nucleare è l'energia più affidabile e pulita, ha spiegato Lin Boqiang, direttore del China Center for Energy Economics Research dell'Università di Xiamen, aggiungendo che se la tecnologia può essere applicata commercialmente, avrà enormi vantaggi economici. Tuttavia, Lin ha avvertito che poiché la tecnologia è ancora in fase sperimentale, occorrono ancora almeno 30 anni perché diventi fruibile fuori dal laboratorio. Il prossimo obiettivo, secondo Li Miao, direttore del dipartimento di fisica della Southern University of Science and Technology di Shenzhen, potrebbe essere quello di ottenere una temperatura costante per una settimana.  «La svolta è un progresso significativo e l'obiettivo finale dovrebbe essere mantenere la temperatura a un livello stabile per un tempo sempre più lungo». 

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Esperimento globale - L'esperimento di EAST fa parte della struttura dell'International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), il più grande progetto di ricerca sulla fusione nucleare al mondo con sede in Francia, che dovrebbe essere completato nel 2025.  SI tratta di un grande progetto scientifico globale secondo solo alla Stazione spaziale internazionale per dimensioni, ed è stato costruito congiuntamente da Cina, UE, India, Giappone, Corea del Sud, Russia e Stati Uniti. Il suo successo è significativo per il futuro utilizzo pacifico della fusione internazionale. La Cina dedica a questo progetto circa il 9% della sua ricerca e sviluppo. Gli scienziati cinesi stanno lavorando allo sviluppo di versioni più piccole del reattore a fusione nucleare già dal 2006. «Lo sviluppo dell'energia da fusione nucleare non è solo un modo per risolvere le esigenze energetiche strategiche della Cina, ma ha anche un grande significato per il futuro sviluppo sostenibile dell'energia e dell'economia nazionale cinesi», ha affermato il People's Daily , portavoce del Partito comunista al potere.

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Plasma viene fuso - Il "sole artificiale" cinese permette di fondere il plasma, cioè quel gas ionizzato costituito da un insieme di elettroni e ioni (la cui carica elettrica è nulla) producendo una temperatura incredibile. Il plasma è considerato il quarto stato della materia (oltre a quello solido, liquido e gassoso) ed è "la materia" di cui sono fatti i fulmini, le aurore boreali e le stelle. Se gli scienziati riuscissero a capire come sfruttare l'energia prodotta dalla fusione nucleare, questa potrebbe fornire una fonte quasi illimitata di energia pulita. La fusione è considerata infatti il Santo Graal dell'energia ed è ciò che alimenta il nostro sole, che brucia a circa 15 milioni di gradi Celsius. Unisce i nuclei atomici per creare enormi quantità di energia, l'opposto del processo di fissione utilizzato nelle armi atomiche e nelle centrali nucleari, che li divide in frammenti. A differenza della fissione, la fusione non emette gas serra e comporta meno rischi di incidenti o furto di materiale atomico. Ma realizzare la fusione è estremamente difficile e proibitivo, con il costo totale di ITER stimato in circa 19 miliardi di euro). Questo perché far collidere e fondere gli atomi di isotopi di idrogeno per produrre elio, nello stesso modo in cui il Sole crea energia, produce un'enorme quantità di calore di scarto. Tuttavia, il mese scorso gli scienziati britannici hanno annunciato di aver trovato un modo per trattare questi gas di scarico, raffreddandoli da 150 milioni di gradi centigradi a poche centinaia di gradi, temperature simili a quelle del motore di un'auto. Ciò riduce drasticamente l'usura del reattore in cui avviene la fusione. Gli scienziati dell'Autorità per l'energia atomica del Regno Unito (UKAEA) a Culham, nell'Oxfordshire, hanno utilizzato un reattore a fusione sperimentale da 55 milioni di sterline chiamato MAST Upgrade. Il suo cuore è il Tokamak, che utilizza un potente campo magnetico per confinare gli isotopi dell'idrogeno in una forma sferica, simile a una mela dal torsolo, poiché vengono riscaldati dalle microonde in un plasma per produrre fusione. Il nuovo divertore significa che la fusione nucleare promessa da tempo potrebbe essere commercialmente praticabile in circa 20 anni, poiché l'UKAEA prevede di costruire una versione ingrandita  entro il 2040.

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Ultimo aggiornamento: 3 Giugno, 08:15 © RIPRODUZIONE RISERVATA