Fusione nucleare da implosione, per la prima volta c’è un guadagno di energia

Per la prima volta i ricercatori del laboratori Livermore hanno raggiunto una pietra miliare nel campo della fusione nucleare, generando una quantità di energia maggiore di quella depositata nella piccola sfera di deuterio e trizio.

Il risultato, descritto in un articolo su Nature, è stato ottenuto con la tecnica del confinamento inerziale: (1) 192 raggi laser vengono sparati dentro un alloggiamento cavo detto Hohlraum che contiene al centro la sfera di combustibile di 2,2 mm di diametro (vedi la figura 1 qui sotto). L’energia dei laser riflessa dalle pareti colpisce la sfera in modo uniforme da tutte le direzioni generando una pressione di 100 Mbar (cento milioni di volte la pressione atmosferica) in modo da raggiungere temperature superiori a 3 milioni di gradi (2).

Le deformazioni della sfera sono mostrate nella figura 2, mentre la figura 3 confronta l’energia depositata nel combustibile (linee orizzontali nere) con l’energia prodotta dalla compressione (barra a zzurra) e dalla fusione (barra rosa).

Come si è detto, per la prima volta è stato misurato un guadagno energetico: questo non significa che il sistema possa allo stato attuale produrre energia, perchè l’energia depositata (10-12 kJ) è ancora una piccola frazione dell’energia impiegata per i laser (1800-1900 kJ).

Perchè il sistema possa funzionare, occorrerà migliorare l’efficienza nell’assorbimento di energia da parte del combustibile. Questo è un primo passo, ma probabilmente occorrerà ancora vari decenni per ottenere qualcosa di significativo.

(1) Si parla di confinamento inerziale perchè la rapidità della reazione (miliardesimi di secondo) non dà tempo ai nuclei di muoversi nonostante le elevate temperature; il sistema sfrutta quindi la proprietà inerziale della materia per ottenere il confinamento in luogo dei forti campi magnetici usati nel confinamento tradizionale.

(2) Nel grafico in basso a destra della figura 1 è riportato il profilo di temperatura in funzione dle tempo misurato in miliardesimi di secondo. La temperatura è espressa in elettronvolt (eV). 1 eV equivale ad una temperatura di 11600 °C, cioè una particella a quella temperatura a un’agitazione termica pari a 1 eV.