Le Nazioni energivore aumentano di numero e le tecnologie impiegate per le attività umane si ampliano e diventano più sofisticate. Il nostro mondo ha sempre più bisogno di energia. Da dove ricavare tutta quella necessaria?
Indice dei paragrafi
- Fonti energetiche negli ultimi due secoli
- La fusione nucleare
- Confinamento
- Bilancio energetico
- Il trizio
- Livello di radioattività dei materiali di scarto
- La ricerca sulla fusione nucleare come volano di cooperazione internazionale
Fonti energetiche negli ultimi due secoli
Possiamo tratteggiare uno schizzo dell’evoluzione dell’impiego delle varie fonti di energia negli ultimi due secoli. Nella seconda metà del XIX sec., alle biomasse tradizionali – che per millenni hanno sostenuto le attività umane – si affiancò l’impiego di carbone estratto dalle miniere mentre il massiccio uso del petrolio e del gas naturale è da far risalire rispettivamente alla prima e alla seconda metà del ‘900. Tuttora i combustibili fossili coprono circa l’80% del fabbisogno energetico globale.
Negli ultimi decenni si sta accelerando sul fronte delle energie rinnovabili per ovvie questioni ambientali e per evitare il ricorso al nucleare, inteso come impiego dei reattori a fissione.
Un’alternativa pulita ci sarebbe e potrebbe sostenere la folle corsa dell’umanità verso un aumento vertiginoso del consumo di energia.
La fusione nucleare
La fusione nucleare sino a pochi decenni or sono sembrava una chimera. Il meccanismo era conosciuto ed è alla base del funzionamento delle bombe termonucleari. Si trattava di imbrigliare un processo che avviene in maniera brusca e immediata – non modulabile come la fissione – all’interno di un sistema in grado di generare energia in maniera controllata. Mentre la fissione si basa sulla rottura di atomi di materiale radioattivo, nella fusione vengono utilizzati due isotopi dell’idrogeno – il deuterio e il trizio – per innescare una reazione che porta alla formazione di un atomo di elio. In questo processo viene prodotta un’enorme quantità di energia senza l’impiego di materiale fissile e senza che siano generate scorie radioattive come cesio, stronzio, iodio, plutonio.
A livello sperimentale si è riusciti a innescare la fusione nucleare controllata in reattori appositamente realizzati. Sussistono tuttavia delle questioni irrisolte.
Confinamento
Il primo problema è quello del confinamento. La fusione genera temperature che superano i cento milioni di gradi, come quella che esiste nel cuore delle stelle più grandi (per avere un’idea, il nucleo del nostro sole raggiunge “solo” temperature di quindici milioni di gradi). La difficoltà è rappresentata dal fatto che non esiste un materiale che riesca a resistere a tali temperature e così il processo riuscirebbe a fondere qualsiasi involucro. Da qui nasce il bisogno di trovare un modo per tenere distanziati – “confinare”, appunto – gli elementi coinvolti nel processo di fusione dalle pareti del contenitore.
Il confinamento attualmente viene realizzato attraverso due metodi. Il primo vede l’impiego di potenti magneti appositamente disegnati – confinamento magnetico – che riescono a far fluttuare il plasma in modo che dia luogo alla fusione senza che tocchi le pareti del reattore. Un altro tipo di confinamento si basa sull’uso di raggi laser – confinamento inerziale – per ottenere lo stesso scopo.
Bilancio energetico
La seconda questione è relativa al bilancio energetico. I sistemi impiegati per far funzionare il reattore e l’attivazione dei potenti magneti che permettono al plasma di non entrare in contatto con l’involucro del reattore impiegano enormi quantità di energia e dalla fusione nucleare ancora non si è riusciti a ottenerne una quantità equivalente. Quella prodotta non riesce a compensare l’energia impiegata per innescare il processo.
Il trizio
Un ulteriore problema è legato al trizio che non è facile trovare in natura. È un isotopo debolmente radioattivo ma può essere autoprodotto nello stesso processo di fusione nucleare utilizzando i neutroni ad alta energia generati dalla reazione per bombardare un rivestimento interno di litio.
Livello di radioattività dei materiali di scarto
La sperimentazione va avanti nel tentativo di risolvere man mano i problemi che si palesano. Il vantaggio che si prospetta è la possibilità di creare energia pulita senza generare scorie particolarmente pericolose.
Le pareti del reattore in cui avviene la fusione nucleare presentano una radioattività innescata dall’intenso bombardamento di neutroni ma essa è classificata come a media o bassa attività e decade – nel peggiore dei casi – nel giro di circa un secolo. La dismissione di reattori a fusione nucleare o la periodica sostituzione di componenti, quindi, non necessiterebbero di depositi geologici dove stoccare pericolose scorie radioattive per millenni.
La ricerca sulla fusione nucleare come volano di cooperazione internazionale
La fusione nucleare permetterebbe all’umanità di affrontare in modo efficace, finalmente, il problema dell’approvvigionamento energetico. Potremmo accendere piccole stelle ed esse fornirebbero al genere umano l’energia di cui necessita. La ricerca procede spedita ma vi sono ancora ostacoli enormi da superare e questo percorso va contestualizzato all’interno di delicati equilibri internazionali e interessi economico-finanziari legati al controllo dell’estrazione e della commercializzazione dei combustibili fossili. Fa ben sperare la circostanza che i progetti di ricerca per l’ideazione di reattori a fusione nucleare vedono coinvolti in modo trasversale un gran numero di Nazioni, travalicando gli inveterati posizionamenti in ambito geopolitico. In questo senso possiamo auspicarci che il programma elaborato per la realizzazione di reattori a fusione nucleare possano favorire la cooperazione globale e la condivisione delle conoscenze e sia un volano di politiche di pace tra le superpotenze.
Gaetano Ferrara