Fusione nucleare: reale svolta energetica?

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Sommario: La ricerca e il progresso tecnologico nell’ambito del nucleare si sono concentrati molto sulla fusione nucleare: una reazione nucleare che rappresenta una potenziale soluzione per generare energia elettrica.

A differenza della fissione nucleare – con la quale si produce attualmente energia nelle centrali nucleari, la fusione nucleare è un’operazione ancora oggetto di studio. Infatti, sono ancora molti i dubbi e le difficoltà relative a questa reazione nucleare, soprattutto per quanto riguarda il suo controllo all’interno di un reattore nucleare.

Che cos’è la fusione nucleare?

Ad oggi, l’energia nucleare si può ricavare ricreando nelle centrali nucleari due diverse reazioni: la fissione nucleare e la fusione nucleare.

La fissione nucleare consiste nella divisione di atomi dal nucleo pesante – come il plutonio oppure l’uranio –  in particelle più piccole. Questa divisione sprigiona grandi quantità di energia, che può essere sfruttata per produrre energia elettrica. Al contrario, la fusione nucleare, consiste nella fusione di due o più atomi dal nucleo leggero, come il deuterio e il trizio.

Mentre la fissione nucleare si può indurre e gestire interamente in sicurezza all’interno del nocciolo del reattore nucleare, riprodurre la fusione nucleare in una centrale è un procedimento estremamente complesso. Questo è dovuto, soprattutto, dalle condizioni necessarie per poter fondere i due atomi leggeri insieme.

Più nello specifico, i due nuclei possono fondersi solo se la velocità con cui si urtano è molto alta; per rendere questo possibile, la loro energia cinetica (la loro temperatura) deve essere altrettanto elevata, raggiungendo una temperatura fino ai 100 milioni di gradi. Ed è proprio questo il problema: riscaldare il plasma dei nuclei per consentire a questi di urtarsi tra loro e mantenere questa temperatura per tempi prolungati, in uno spazio limitato che contenga il plasma.

Ad oggi non esistono contenitori che garantiscano di effettuare una fusione nucleare in sicurezza, se non recipienti sperimentali come il tokamak.

Quando potremo usufruire della fusione nucleare?

Non è possibile stabilire con sicurezza quando la fusione nucleare potrà essere sfruttata per produrre energia. Difatti, questa reazione nucleare necessita di complesse e innovative tecnologie, a differenza dell’energia eolica o dell’energia solare per cui invece si sono già sviluppate soluzioni accessibili come le pale eoliche o i pannelli fotovoltaici.

Nonostante ciò, i progressi registrati in questo campo sono costanti, considerate le enormi potenzialità della fusione nucleare. Sempre più scienziati e centri di ricerca continuano a lavorare per sviluppare meccanismi, impianti e contenitori che consentano di indurre la fusione degli atomi nel modo più semplice e sicuro possibile. L’obiettivo è quello di “ricreare” il sole, dove questa reazione nucleare avviene naturalmente e senza alcun tipo di difficoltà.

Tra le sperimentazioni più importanti troviamo quella di JET – Joint European Tours, ovvero il centro di sperimentazione nel campo della fusione nucleare più importante in tutta Europa. Calibrando e aggiornando alcune strumentazioni e alcune componenti del tokamak è stato possibile creare un impulso di energia di cinque secondi, equivalente a 16,4 kW.

In questo modo, gli scienziati potranno studiare e approfondire alcune dinamiche proprie della fusione nucleare, così da avere una base della progettazione per soluzioni future e per una centrale fusione nucleare.

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Quali sono i vantaggi e gli svantaggi della fusione nucleare?

I vantaggi della fusione nucleare sono molto simili a quelli della fissione nucleare:

  1. è possibile ricavare grandissime quantità di energia sfruttando solo piccole quantità di materia prima;
  2. proprio la materia prima in questione – ovvero gli atomi di deuterio e trizio – è relativamente abbondante in natura, e si può quindi reperire senza alcuna difficoltà;
  3. questa reazione nucleare non rilascia nessuna emissione inquinante nell’aria (né anidride carbonica né metano);
  4. a differenza di quest’ultima, la fusione nucleare non prevede la produzione di scorie radioattive che potrebbero essere pericolose per gli uomini e che necessitano di costosi trattamenti e stoccaggi per limitarne la pericolosità.

Per quanto riguarda gli svantaggi:

  1. la complessità, a livello tecnologico, delle eventuali centrali nucleari a fusione siccome sono necessari sistemi e impianti la cui progettazione è estremamente complicata;
  2. lunghi tempi di costruzione e investimenti ingenti, uniti anche a probabili alti costi per la manutenzione;
  3. anche se la fusione nucleare non genera scarti radioattivi, la produzione di neutroni (sotto forma di energia) potrebbe indurre radioattività nei materiali delle componenti che costituiscono il nocciolo del reattore.


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Aggiornato su 31 Mag, 2024

redaction La redazione di Prontobolletta
Redactor

Piero Battistel