Un team di ricercatori del National Ignition Facility (NIF), ha raggiunto per la prima volta in assoluto il “plasma in fiamme” autoriscaldante, portando la fusione nucleare commercialmente fattibile un passo avanti.
La fusione nucleare, che imita il metodo di generazione di energia del Sole e delle stelle, ha il potenziale per fornire energia pulita praticamente illimitata.
Ora, una nuova analisi del plasma, rivela nuovi dettagli sorprendenti che potrebbero aiutare la comunità scientifica a raggiungere finalmente il Santo Graal della fusione nucleare: la produzione netta di energia.
Analizzando il primo plasma in fiamme del NIF
Dal 2009, gli scienziati del NIF stanno utilizzando una serie di 192 laser per sparare impulsi ad alta energia a una piccola capsula di combustibile composta da deuterio e trizio. I ricercatori hanno applicato il calore distruttivo e intenso dei laser per far fondere gli atomi in elio e rilasciare enormi quantità di energia.
All’inizio di quest’anno, i ricercatori del NIF hanno pubblicato uno studio che descrive in dettaglio come ottenere un “plasma ardente” autoriscaldante, che consentirebbe loro di eliminare i laser, creando una fonte di calore che si autoalimenta e una fonte di energia.
Durante i loro esperimenti, hanno creato il plasma in fiamme solo per pochi nanosecondi, ma è stato sufficiente per raccogliere alcune informazioni vitali e sorprendenti sulle sue proprietà.
Ora, la nuova analisi di questo processo, chiamata fusione a confinamento inerziale (ICF), mostra che si comporta in modi inaspettati. I ricercatori hanno scoperto, ad esempio, che gli ioni all’interno del loro plasma in fiamme hanno un’energia più elevata di quanto previsto dai loro modelli.
“Ciò implica che gli ioni in fase di fusione hanno più energia del previsto nei colpi più performanti, qualcosa che non era previsto – o in grado di essere previsto – dai normali codici di idrodinamica delle radiazioni utilizzate per simulare le implosioni ICF“, ha spiegato Alastair Moore, capo autore del nuovo articolo.
Un passo verso “l’accensione robusta e riproducibile”
I ricercatori hanno confrontato il comportamento inaspettato con l’effetto Doppler, che si traduce in cambiamenti di tono in una sirena della polizia mentre si avvicina e poi si allontana da un ascoltatore.
In definitiva, il team ritiene che la comprensione del comportamento insolito potrebbe aiutare la comunità scientifica a compiere un importante passo avanti verso il raggiungimento dell’energia netta di fusione nucleare, per cui un reattore a fusione produrrebbe più energia di quella necessaria per funzionare in primo luogo.
“Comprendere la causa di questo allontanamento dal comportamento idrodinamico potrebbe essere importante per ottenere un’accensione robusta e riproducibile”, ha scritto il team nel documento.
Energia da fusione nucleare commercialmente fattibile
La fusione nucleare potrebbe un giorno rimuovere la nostra dipendenza dai combustibili fossili producendo energia praticamente infinita con lo stesso metodo del Sole. Mentre molte aziende hanno affermato di essere sul punto di produrre energia da fusione nucleare commercialmente fattibile, probabilmente siamo ancora lontani, poiché gli ostacoli chiave che comportano lo sfruttamento di tale energia tramite magneti enormemente potenti si trovano ancora sulla strada.
Tuttavia, le grandi scoperte di quest’anno includono la produzione NIF di plasma in fiamme e la ricerca degli scienziati dell’Università di Princeton che hanno individuato l’origine di un processo che può danneggiare i reattori tokamak a fusione nucleare.
Fonte: Nature Physics
