Senza voler fare il professore che non è il mio mestiere proviamo a vedere più
da vicino come funziona la fusione nucleare. Essa consiste
nell'unionedi due nuclei leggeri in un nucleo più pesante. Qualsiasi
coppia di nuclei atomici può essere forzata a fondere, ma più i nuclei
sono piccoli meno energia è necessaria. Quando questa unione avviene,
il nucleo risultante ha troppi neutroni per essere stabile ed i
neutroni in eccesso sono espulsi con notevole energia. I nuclei devono
avvicinarsi tra loro a distanze infinitesimali (l’equivalente della
dimensione dei nuclei atomici), vincendo le forze di repulsione
elettrostatica causate dalla carica positiva dei nuclei stessi.
Affinché due nuclei si avvicinino a distanze sufficientemente brevi
(10-13 cm) è necessario che la velocità con cui si urtano sia molto
alta, vale a dire che la loro temperatura (ovvero la loro energia
cinetica) deve essere molto elevata, nell’ordine di decine o
addirittura centinaia di milioni di gradi, a seconda del tipo di
atomo. In tali condizioni si dice che le particelle sono ionizzate,
cioè elettricamente cariche in quanto gli atomi hanno perso
completamente o in parte gli elettroni. Questo gas viene chiamato
plasma. Quando i nuclei sono molto vicini fra loro, la forza nucleare
forte, una delle quattro forze fondamentali della natura, predomina
sulla forza elettrostatica e, poiché questa è solo attrattiva, i
nuclei si uniscono. Questo tipo di reazione è esoergonica, la massa
complessiva dei prodotti è inferiore a quella delle particelle
interagenti e si verifica liberazione di energia secondo il principio
di equivalenza massa-energia. L'energia liberata si distribuisce tra
la particella alfa e il neutrone in rapporto inverso alle rispettive
masse. È indubbio quindi che l'energia liberata nelle reazioni
nucleari, a parità di quantità di sostanze reagenti, è milioni di
volte più grande di quella liberata nelle reazioni chimiche. La
reazione di fusione a partire dai due isotopi dell’idrogeno, cioè
deuterio (D, un protone e un neutrone) e trizio (T, un protone e due
neutroni), rilascia un'energia pari a 17,6 MeV, liberata sotto forma
di calore, che può essere a sua volta impiegato per la produzione di
energia elettrica. Si spiega a questo punto il grande interesse per
questo tipo di reazione nucleare. Tuttavia fornire l’energia
necessaria alla fusionesotto forma di calore, porta principalmente due
tipi di problemi: il primo è l’attuale impossibilità di raggiungere
agevolmente quelle temperature e tenere la reazione sotto controllo;
il secondo è il
confinamento, ovvero il riuscire a contenere da qualche parte tali
temperature. Poiché nessun materiale sulla Terra è in grado di
resistere a tali condizioni termiche estreme, bisogna pensare a
soluzioni quali il confinamento magnetico o inerziale . Una soluzione
innovativa deriverebbe però dal fornire energia sotto altre forme,
diverse dal calore, eliminando così il problema alla radice, e questa
molto sommariamente è la fusione calda, vedi:
http://www.frascati.enea.it/ignitor/
Per la così detta fusione fredda vedi:
http://nuovonucleare.splinder.com/ , enormemente più semplice e meno
onerosa in tutto ci sono già alcuni progetti e sviluppi in questo
senso: per esempio tre scienziati della Ucla ottengono la fusione
nucleare cosiddetta "fredda" con i cristalli di litio ed il deuterio;
l’Enea di Frascati ha ottenuto buoni risultati, ma nonostante questo
sono stati tagliati i fondi (consultare il sito web:
http://www.frascati.enea.it/nhe/Pagina%20vuota%201.htm); Il
"ProgettoMEG", tuttora al lavoro, ha presentato un proprio brevetto
(informazioni disponibili al sito: http://www.progettomeg.it);
Inerente alla fusione fredda ecco una storia riportata dalI Prof.
Emilio Del Giudice ricercatore di fisica teorica dell'INFM a proposito
della faccenda della fusione fredda: nel 1989 due scienziati sfigati,
Fleishman e Pons danno l'annuncio del fenomeno, salvo poi essere
derisi dai fisici teorici della comunità internazionale, perché il
processo non produceva l'emissione di particelle previste dalla teoria
(nel caso specifico neutroni, emessi dalla fusione di 2 atomi di
deuterio, isotopo dell'idrogeno).
Nel giro di pochi anni le condizioni dell'esperimento originale dei
due scopritori vengono riprodotte correttamente dai prof. Emilio del
Giudice e Giuliano Preparata, il quale purtroppo si ammalò è morì di
tumore. Praticamente del Palladio, un metallo dalle peculiari
caratteristiche, viene caricato con idrogeno gassoso fino ad un limite
di saturazione prestabilito, oltre il quale si rileva una produzione
di energia in eccesso tipica di una reazione nucleare. I nostri due
scienziati non solo dimostrano la realtà del fenomeno con
l'esperimento, ma forniscono anche un nuovo modello teorico che dà
spiegazione dei fenomeni misteriosi che fino a 10 anni fa non erano
comprensibili con la teoria delle forze nucleari, la quale enunciava
che l'unico modo per fare avvicinare 2 protoni tanto da vincere la
repulsione elettromagnetica e fare agire il campo delle forze nucleari
che innescano la fusione, con produzione di una quantità enorme di
energia, fosse il metodo dell'acceleratore, che lavora a 100 milioni
di °C (ben inteso nel nostro sole la temperatura è 2 milioni di °C !).
Oggi invece, grazie alle ricerche svolte dall'INFM e dall'ENEA e da
tutti i laboratori che nel mondo studiano il fenomeno della fusione
fredda, si sa che è possibile ottenere la fusione a temperatura
ambiente. Dentro al cristallo di Palladio le molecole di idrogeno, in
quelle particolari condizioni di "saturazione", si comportano un po'
come la struttura solida circostante e, avvicinandosi molto, grazie ad
una provvidenziale "buca di potenziale", producono una particolare
fusione, senza emissioni radioattive, con produzione di elio (misurato
nell'esperimento) e di un eccesso di energia mai visto fino ad oggi in
una reazione di circa 2 ordini di grandezza superiore all'energia in
entrata, necessaria a preparare le condizioni della reazione. Per
completezza, si produce anche la fissione del Palladio. Quindi abbiamo
già a disposizione un generatore di energia praticamente illimitata e
a costi contenutissimi; rimane solo da risolvere il problema
dell'intercettazione opportuna di questo surplus di energia.Ma il
bello viene adesso. E' ovvio capire i motivi economici alla base della
soppressione di una tecnologia quasi "free-energy". Ma non ci sono
solo quelli. Del Giudice ha formulato un'ipotesi inquietante. Tutta la
faccenda è partita da uno studio commissionato dalla Marina Militare
Inglese a Fleishman per indagare sui metalli più idonei ad
immagazzinare l'idrogeno. I migliori risultarono essere il Palladio e
l'Uranio. Lo scienziato ovviamente sperimentò sul Palladio, la cui
fissione non produce danni; ma qualcuno era molto più interessato
all'Uranio. Immaginate cosa succederebbe se la matrice solida in cui
avviene la fusione fosse Uranio: si innescherebbe la fissione, e
quindi una esplosione atomica, anche con quantità molto inferiori alla
necessaria "massa critica" (che è qualche kg), date le nuove
sorprendenti condizioni di reazione. Si possono così fare esplodere
delle micro-bombe atomiche di potenza controllata (armi
chirurgiche...) capaci per esempio di abbattere un singolo palazzo
invece di una città intera. Ecco così trovato un modo per utilizzare
utilmente tutto quell'Uranio che giace inutilizzato nelle testate
tattiche (a meno di non scatenare la guerra termonucleare globale,
s'intende), che con il disarmo va smantellato. Fanta-politica ? Forse
invece è già realtà. Consideriamo i proiettili rivestiti con quello
che ci viene venduto come "uranio impoverito". Guardiamo le foto dei
carri armati iracheni distrutti nella guerra del golfo: un foro di
entrata, una carcassa di acciaio fusa (dal calore!) e i cadaveri dei
soldati anneriti (non carbonizzati, ma irradiati da una esplosione
fortissima e localizzata di raggi gamma). Non ci sarebbe niente di più
facile, sostiene Del Giudice, nel rivestire un proiettile di cannone o
un missile con un strato di uranio caricato da idrogeno fino quasi al
limite critico.
L'impatto con il bersaglio e la sovrapressione sarebbero sufficienti a
innescare la fusione fredda e la conseguente fissione dell'uranio, con
annessa esplosione atomica.
Mar Mar 15, 2011 1:56 pm