Le alternative per l’energia: progetti Alternanza Scuola-Lavoro (ASL), gli studenti del Vian di Anguillara incontrano l’ENEA

Energia Γ¨ un vocabolo di uso molto comune del quale perΓ² non si conosce l’esatta definizione; dagli antichi greci ad oggi, filosofi e uomini di scienza affrontano questo tema. Nell’articolo si considerano alcune energie rinnovabili che permettono di garantire una maggiore sostenibilitΓ  ambientale

di Sara Cintio, Hristina Micoska, Giulia Morena, Massimiliano Baldinu, Dario Bandach, Lorenzo Michelangeli, Emanuele Petroselli, Oamil Zhupa, Classi IV H e IV I -­‐ Liceo Scientifico Ignazio Vian -­‐ Anguillara Sabazia

Che cos’è l’energia?

Tra i piΓΉ prolifici ambiti di interesse della speculazione scientifica si annovera certamente la ricerca in campo energetico. Ben pochi sembrano essere i temi che meritino maggiormente l’appellativo di β€œattuale”, se confrontati con la poliedricitΓ  applicativa che tale materia di interesse ha da offrire agli studiosi. Oltretutto, la storia del termine energia Γ¨ assai antica e complessa; deriva infatti dal greco ἐνέργΡια, traendo le proprie origini etimologiche da ἔργον, opera. Durante la lunga odissea che ha condotto alla sua odierna definizione, il concetto di energia Γ¨ stato largamente utilizzato nella produzione intellettuale di una vasta schiera di pensatori, filosofi e uomini di scienza. Nel sistema proposto da Aristotele, l’espressione ἐνέργΡια indicava l’atto, ossia il principio determinante e attuante contrapposto alla potenza (δύναμις). PiΓΉ precisamente, laddove la potenza indica la possibilitΓ  da parte della materia di assumere una determinata forma, l’atto rappresenta la realizzazione di tale capacitΓ . Molti secoli piΓΉ tardi, il matematico e filosofo Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-­‐1716) definΓ¬ energia l’essenza della monade e la causa intrinseca dei suoi cambiamenti. L’avvento della psicanalisi, sancito dalla produzione di Sigmund Freud, definirΓ  β€œenergia psichica” il sostrato degli aspetti dinamici del comportamento umano. Nonostante il divario cronologico e culturale fra i grandi intellettuali sopracitati, le varie declinazioni del concetto di energia ne anticipano in forma embrionale l’odierna definizione in ambito fisico, ovvero la capacitΓ  di un sistema di compiere lavoro. L’approvvigionamento energetico infatti rappresenta uno dei maggiori problemi dell’essere umano sin dalla notte dei tempi: che cos’è il nutrimento, se non un carburante naturale necessario all’organismo al fine di svolgere correttamente l’attivitΓ  biologica?

Naturalmente, appare chiaro quanto ai nostri giorni la questione sia diventata enormemente piΓΉ complessa della mera sopravvivenza individuale. La rivoluzione industriale, il progresso tecnologico, le grandi scoperte del secolo scorso hanno permesso all’essere umano di accrescere la propria conoscenza della realtΓ  in cui Γ¨ immerso, ma al contempo hanno aumentato esponenzialmente il fabbisogno energetico richiesto per il funzionamento dei complessi macchinari di cui disponiamo. E non solo: l’economia industriale fortemente capitalista ha incrementato parimenti la produzione e lo sperpero delle risorse. Risorse tutt’altro che infinite, com’è tristemente noto. Ci si trova, dunque, dinanzi ad un problema di complicata risoluzione. Come provvedere al fabbisogno energetico senza compromettere irreparabilmente il sistema Terra?

Lo sviluppo sostenibile e le energie alternative

Il concetto di sostenibilitΓ  Γ¨ di recente formulazione. Introdotto per la prima volta durante la conferenza dell’ONU sull’ambiente del 1972, Γ¨ stato necessario attendere ulteriori quindici anni affinchΓ© se ne avesse una chiara esplicazione. Nel 1973, la crisi petrolifera scosse l’economia mondiale, poichΓ© a seguito della guerra fra Israele e Paesi Arabi questi ultimi avevano deciso di diminuire le esportazioni di petrolio verso l’Occidente e di aumentarne il prezzo. Diversi Paesi del mondo si trovarono a dover affrontare una grave crisi finanziaria; infatti, come conseguenza dell’impennata dei prezzi del petrolio, si ebbero un aumento dei costi dell’energia e una conseguente inflazione.

La crisi petrolifera del ’73 rappresentΓ² dunque per l’Occidente un’occasione di riflessione sul possibile utilizzo di fonti alternative. Il rapporto Our Common Future, datato 1987 e promulgato dalla Commissione Mondiale per l’Ambiente e lo Sviluppo (Commissione Bruntland), definisce β€œsviluppo sostenibile” quel genere di sviluppo in grado di assicurare Β«il soddisfacimento dei bisogni della generazione presente senza compromettere la possibilitΓ  delle generazioni future di realizzare i propriΒ». A tal proposito, la comunitΓ  scientifica mondiale si Γ¨ mobilitata per individuare nuove fonti di energia denominate alternative. Il concetto alla base di tale ricerca Γ¨ la sostituzione dei combustibili fossili, risorse primarie non rinnovabili e altamente dannose per gli ecosistemi ambientali una volta trattate, con risorse rinnovabili e pulite. Attualmente, le principali fonti alternative sono state individuate nelle energie solare, eolica, idroelettrica, geotermica e nucleare.

L’energia solare

L’energia solare Γ¨ l’energia che viene prodotta grazie allo sfruttamento diretto dell’energia irradiata dal Sole sulla Terra, raccolta e accumulata dai pannelli solari. L’energia solare Γ¨ un’energia pulita e quindi Γ¨ un’energia rinnovabile. All’interno del sole si verificano continuamente reazioni termonucleari che liberano quantitΓ  elevatissime di energia sotto forma di radiazioni elettromagnetiche. Sulla terra arriva solo una piccola parte di questa energia radiante, che varia da luogo a luogo a seconda dell’angolo di incidenza, della stagione e dell’ora del giorno.

L’utilizzo di questa fonte energetica presenta sia vantaggi che svantaggi. Uno dei tanti punti a favore Γ¨ che si tratta di energia pulita. Sfruttando il sole, infatti, l’uso di energia solare non provoca emissioni di COβ‚‚ o di altri agenti inquinanti che influiscono negativamente sull’ozono o provocano l’effetto serra. Se tutto il mondo fosse alimentato con l’energia solare probabilmente non conosceremmo nemmeno il termine β€œriscaldamento globale”. Un altro vantaggio dell’energia solare Γ¨ la sua economicitΓ . Per ottenere la materia prima non c’è la necessitΓ  di recuperare carbone dalle cave, metano o petrolio dal sottosuolo, o mettere a rischio l’ambiente, la biodiversitΓ  o la vita umana. Il suo costo Γ¨ zero, almeno quando si parla di approvvigionamento. Non sentiremo mai parlare di deforestazione per recuperare materia prima dal sole, nΓ© di guerre per accedere alle riserve sotterranee. Quindi oltre che essere pulita, l’energia solare puΓ² essere definita pacifica ed economica.

Un altro vantaggio Γ¨ che l’economicitΓ  dell’energia solare Γ¨ riscontrabile da coloro che la utilizzano. Mentre una centrale a carbone, a gas o con un altro combustibile puΓ² essere gestita solo da grandi societΓ , l’energia solare la si puΓ² produrre direttamente sul tetto di casa. A fronte di un investimento iniziale si ottengono risparmi in termini di bolletta energetica (perchΓ© costa meno o si azzera), e di ritorno dell’investimento, dato che l’energia prodotta in surplus viene reimmessa nella rete elettrica. Infine, non ultimo vantaggio tra quelli elencati Γ¨ la sua scarsa pericolositΓ . Si pensi al riscaldamento globale causato dalla combustione di carbone, petrolio e altre fonti fossili, che provoca innalzamento del livello del mare, siccitΓ  ed uragani, tutti eventi catastrofici che costano miliardi di euro alle nazioni di tutto il mondo. Questi eventi sarebbero evitati utilizzando l’energia solare. Ancora, la filiera dell’energia solare interessa migliaia di piccole societΓ  che lavorano direttamente sul territorio e creano posti di lavoro in tutto il mondo, andando contro il monopolio delle grandi societΓ  energetiche. Secondo le statistiche l’energia solare ogni anno crea sette volte i posti di lavoro del gas o del carbone.
Oltre ai vantaggi ci sono perΓ² anche alcuni svantaggi nell’utilizzo dell’energia solare. Tra questi il primo e piΓΉ immediato Γ¨ che il sole Γ¨ discontinuo: di notte non produce energia e nei Paesi nordici per molti mesi dell’anno non fa nemmeno capolino. Nei periodi in cui il cielo rimane coperto per settimane o mesi, si registra un calo della produzione energetica, e quindi c’è sempre bisogno di far ricorso ad altre fonti. In altre parole, non Γ¨ possibile alimentare il mondo solo ed esclusivamente con l’energia solare. A meno che non ci siano grandi batterie in grado di stoccare enormi quantitΓ  di energia e rilasciarla gradualmente quando ce n’è bisogno, ma parliamo di costi ancora troppo elevati.

L’energia del sole naturalmente Γ¨ sostenibile se sfrutta superfici altrimenti inutili, come i terreni incoltivabili o il tetto delle case. Al contrario, sebbene non sia illegale, non ha alcun senso e anzi puΓ² risultare dannoso convertire un terreno agricolo in una distesa di pannelli solari togliendo spazio alle coltivazioni,.

L’energia eolica

L’energia eolica Γ¨ l’energia cinetica prodotta dall’aria in movimento, grazie all’utilizzo di aereogeneratori che producono energia elettrica. E’ una fonte alternativa ai combustibili fossili, rinnovabile e pulita; non produce emissioni di gas serra durante il funzionamento dei macchinari, e generalmente si sviluppa mediante gruppi di mulini con grandi pale, disposti in precise zone definite β€œparchi eolici”. L’inquinamento Γ¨ fortemente ridotto, in quanto gli aereogeneratori non consumano carburante e non emettono gas nocivi per l’ecosistema. I mulini a pale eoliche possono essere costruiti anche in aeree marine a basso fondale (dai 5 ai 30 metri), con rese energetiche leggermente superiori rispetto a quelle installate sulla terraferma, giacchΓ© a livello del mare i venti sono piΓΉ forti e costanti. Queste zone marine ricche di aereogeneratori vengono chiamati β€œparchi eolici offshore” e sono sempre in continua evoluzione: le nuove tecnologie continuano a sperimentare diversi aerogeneratori galleggianti in grado di essere ancorati in zone dove il mare Γ¨ piΓΉ profondo di 30 metri. I principali vantaggi dell’utilizzo dell’energia eolica, sono quelli di non produrre inquinamento atmosferico o delle falde acquifere oltre a non comportare l’utilizzo di combustibile. L’energia prodotta viene pertanto definita green energy, ed Γ¨ meno cara rispetto a quella ottenuta grazie all’utilizzo di carbone fossile o materiale nucleare. È inoltre molto utile poichΓ© la trasformazione di per sΓ© non ha emissioni climalternanti come quelle derivanti dalle trasformazioni di energie chimiche e la produzione Γ¨ ben piΓΉ costante rispetto ad altre fonti rinnovabili come il fotovoltaico che puΓ² produrre solo di giorno, o l’idroelettrico, che dipende da stagionalitΓ  e precipitazioni. Ci sono sicuramente dei punti positivi anche a livello di vita dei macchinari, chiaramente piΓΉ semplici da smantellare e da riciclare rispetto alle centrali di generazione fossile, malgrado comunque la vita di una turbina sia di 20-­‐25 anni.
Tuttavia, ci sono anche i lati negativi; al primo posto l’inquinamento visivo e acustico, considerati gravi in paesi come il nostro ad alta vocazione turistica; infatti i punti di migliore esposizione al vento sono presso la costa o sulle creste montane, dove la presenza dei mulini eolici impatta sul paesaggio e provoca un rumore sordo e costante di sottofondo, prodotto dagli elementi elettromeccanici e dai fenomeni aerodinamici.

L’energia idroelettrica

L’energia idroelettrica Γ¨ una fonte di energia alternativa e rinnovabile che sfrutta la trasformazione dell’energia potenziale gravitazionale, posseduta da una certa massa d’acqua ad una certa quota altimetrica, in energia cinetica al superamento di un certo dislivello; tale energia cinetica viene infine trasformata in energia elettrica in una centrale idroelettrica grazie ad un alternatore accoppiato ad una turbina.

Per quanto concerne il bilancio pro/contro, il settore idroelettrico presenta svariati elementi a suo favore. Si tratta di una fonte energetica assolutamente pulita e a emissioni zero. L’ambiente circostante Γ¨ generalmente pulito e senza nessuna contaminazione dell’aria. I costi dell’energia prodotta si mantengono tra i piΓΉ bassi e la stessa energia puΓ² essere prodotta continuamente in modo del tutto naturale. La realizzazione delle dighe adiacenti alle centrali, inoltre, favorisce il contenimento dell’acqua evitando improvvise inondazioni e regolando il gettito dell’acqua in modo fluido e regolare. Da tenere in grande considerazione Γ¨ il fattore sicurezza: le centrali possono essere tempestivamente attivate o spente nel giro di qualche minuto, con l’apertura e la chiusura delle chiuse idrauliche. Il sistema permette cosΓ¬ anche di coprire senza problemi eventuali picchi nella richiesta di energia dalle zone circostanti. Tuttavia anche alcuni svantaggi sono noti. Una centrale idroelettrica, ad esempio, non puΓ² essere costruita se non in siti idonei, in quanto sono necessari elementi contingenti del territorio: la presenza di un fiume di portata sufficiente, la possibilitΓ  di creare un invaso artificiale o di far β€œsaltare” l’acqua da altezze consistenti. Un altro ordine di problemi Γ¨ causato dalla necessitΓ  di spazio per la costruzione del complesso diga + centrale idroelettrica. Il sistema infatti ha bisogno di molto spazio e questo puΓ² portare alla riduzione o alla scomparsa di habitat adatti alla vita degli animali o di aree agricole utilizzabili dall’uomo (ne Γ¨ un esempio la piΓΉ grande diga del mondo: la diga Three Gorges sul fiume Yangtze, nella regione centrale della Cina). Le stesse dighe bloccano anche il trasporto di materiali solidi dei fiumi, come ghiaia e sabbia, alterando il riequilibrio naturale dell’erosione del mare lungo la costa, dando luogo a fenomeni di erosione costiera.

L’energia geotermica

L’espressione β€œenergia geotermica”, secondo l’accezione comune, indica il calore terrestre che puΓ² essere estratto e sfruttato dall’uomo. La storia della relazione tra esseri umani e geotermia Γ¨ lunga almeno cinquemila anni. Secondo l’UGI, Unione Italiana Geotermia, il rapporto delle antiche popolazioni italiche con le manifestazioni del calore terrestre risale al Neolitico medio-­‐superiore (4Β°-­‐3Β° millennio a.C.). Vulcani, sorgenti termali e manifestazioni analoghe avevano difatti lasciato intuire che al di sotto della crosta terrestre dovesse essere contenuto del calore. Il primo tentativo di utilizzare l’energia contenuta nel vapore geotermico per la produzione di elettricitΓ  risale al 1904, e venne effettuato in localitΓ  Larderello in provincia di Pisa. La macchina, progettata da Ginori Conti, consisteva in un motore a pistoni accoppiato ad una dinamo azionata dal vapore. Il successo dell’esperimento, durante il quale furono accese ben cinque lampadine, evidenziΓ² la potenzialitΓ  dello sfruttamento delle esalazioni geotermiche nella produzione di corrente elettrica a livello industriale. La produzione di energia elettrica a livello industriale iniziΓ² a livello embrionale a Monterotondo Marittimo nel 1916, ma fu solo nel 1958 che venne costruita nella medesima zona la centrale geotermoelettrica dell’Enel, revisionata e potenziata nel 2002. Le centrali di Monterotondo sono sufficienti a coprire il fabbisogno energetico dell’intera provincia di Grosseto. In linea generica, a seconda degli scopi ai quali Γ¨ destinata l’energia geotermica, si utilizzano fluidi a bassa temperatura (riscaldamento di edifici o di serre) oppure ad alta temperatura (produzione di energia elettrica). Il modo piΓΉ semplice per suddividere i sistemi geotermici Γ¨ quello che distingue fra sistemi geotermici ad acqua dominante e sistemi geotermici a vapore dominante. I sistemi geotermici ad acqua dominante sono sistemi la cui temperatura varia tra i 125 e i 225Β°C. A seconda della loro temperatura e della loro pressione, possono produrre una miscela composta da acqua e vapore. In questi sistemi l’acqua liquida Γ¨ la fase continua che controlla la pressione. Invece nei sistemi a vapore dominante sono presenti acqua liquida e vapore: quest’ultimo controlla la pressione. Si tratta di sistemi ad alte temperature e, generalmente, producono vapore secco o vapore surriscaldato. Un’altra suddivisione utilizzata frequentemente Γ¨ di sistemi geotermici dinamici e di sistemi geotermici statici. Nei primi l’acqua ricarica continuamente il serbatoio geotermico, aumenta di temperatura e poi passa in superficie o si disperde nel sottosuolo. Al contrario nei sistemi geotermici statici, la ricarica dei serbatoi Γ¨ minimale o addirittura nulla. In quanto fonte rinnovabile, l’energia geotermica presenta numerosi vantaggi: in primo luogo, Γ¨ pressochΓ© inesauribile, e essendo totalmente assente qualsivoglia forma di combustione durante il processo produttivo, non produce nΓ© COβ‚‚ nΓ© polveri sottili e risulta completamente sostenibile a livello di impatto ambientale. È inoltre sempre disponibile, indipendentemente dall’alternanza giorno/notte e dalle condizioni metereologiche del sito (al contrario, ad esempio, delle energie solare ed eolica, rispettivamente vincolate alla presenza continua di sole e vento). Nonostante le premesse piΓΉ che ottimali, l’energia geotermica presenta anch’essa alcune β€œcontroindicazioni”. Numericamente, dall’attivitΓ  delle centrali geotermiche proviene soltanto l’1% della produzione mondiale di energia, a causa della difficoltΓ  nell’individuare siti adatti e sorgenti termiche ad una profonditΓ  che consenta l’estrazione di vapore. Ulteriori note dolenti sono l’impatto estetico degli impianti (la centrale si presenta come un groviglio anti-­‐ estetico di tubature, problematica risolvibile grazie ad un’opera ingegneristica che tenga conto del buon gusto) e la presenza di odori sgradevoli in loro prossimitΓ . Dalle sorgenti termali, infatti, oltre al vapore spesso fuoriescono anche miasmi sulfurei, facilmente eliminabili grazie agli impianti di abbattimento ma non sempre tollerati dai residenti locali. Di fondamentale rilevanza Γ¨ anche l’aspetto economico, che non puΓ² ovviamente essere tralasciato: Secondo la giΓ  citata UGI, il costo di un impianto geotermico Γ¨ piΓΉ alto, spesso considerevolmente, di quello di un impianto dello stesso tipo alimentato con combustibili convenzionali. D’altro canto, il costo dell’energia utilizzata da un impianto geotermico Γ¨ molto piΓΉ basso di quello dell’energia fornita dai combustibili tradizionali e corrisponde soprattutto ai costi di manutenzione degli elementi dell’impianto. Il bilancio economico non dovrebbe dunque risultare particolarmente svantaggioso.

L’energia nucleare

La produzione di energia a seguito di una reazione nucleare puΓ² teoricamente avvenire in due modi: per fissione o per fusione. A livello pratico, tuttavia, soltanto il processo di fissione risulta essere attualmente riproducibile e controllabile sia a livello laboratoriale che su scala piΓΉ ampia. Il processo di fissione si ottiene quando un nucleo pesante si scinde in due nuclei piΓΉ piccoli di massa confrontabile. Tale trasformazione puΓ² avvenire in maniera del tutto spontanea in particolari atomi instabili (decadimento radioattivo), oppure essere indotta facendo sΓ¬ che il nucleo da scindere assorba un neutrone e si divida. Ad esempio, quando un neutrone colpisce un nucleo di uranio-­‐235, questo si scinde liberando circa 0,2 GeV di energia e 2 o 3 neutroni liberi, i quali possono innescare numerose altre reazioni in presenza di una grande quantitΓ  di uranio. Occorre precisare che la storia del nucleare Γ¨ decisamente recente: i primi fenomeni fissili realizzati in laboratorio risalgono agli anni 30, e nella maggior parte dei casi si tratta di pure casualitΓ , fissioni realizzatesi nel bel mezzo di esperimenti che miravano a tutt’altro risultato. Correva l’anno 1934: sotto la guida del fisico italiano Enrico Fermi, un gruppo di ricercatori realizzΓ² la prima reazione nucleare controllata della storia. Nel 1938, Otto Hahn e Fritz Strassman furono i primi a dimostrare la possibilitΓ  di produrre energia grazie ai fenomeni fissili; in seguito a tale evento, si iniziΓ² a supporre che la fissione potesse essere impiegata a livello pratico in svariati campi, alcuni dagli esiti purtroppo tragici. Soltanto pochi anni piΓΉ tardi, infatti, durante la Seconda Guerra Mondiale, fu avviato il Progetto Manhattan, che aveva lo scopo di studiare le possibili applicazioni militari delle recenti scoperte in campo scientifico e nucleare. Com’è tristemente noto, la ricerca ebbe successo, e produsse le bombe atomiche che devastarono le cittΓ  giapponesi di Hiroshima e Nagasaki (rispettivamente, la Little Boy e la Fat Man). Avvenimenti di una tale portata hanno comprensibilmente fatto sΓ¬ che una cortina di sospetto e diffidenza calasse sull’utilizzo dell’energia nucleare, intensificata dagli incidenti nei reattori nucleari di Three Miles Island (USA, 1976) e Černobyl’ (URSS, 1986). La Repubblica Italiana, con il referendum del 1987 che ha fatto seguito al disastro ucraino, ha abrogato la legge che consentiva di produrre energia tramite reazioni nucleari di fissione. Tuttavia, in Europa, ci sono circa quattrocento centrali nucleari attive che producono energia tramite reazioni controllate all’interno degli appositi reattori. Per controllare una reazione si agisce sui neutroni liberi, riducendone il numero tramite le cosiddette barre di controllo che assorbono quelli in eccesso. L’energia prodotta dalla fissione Γ¨ del tutto pulita e non rilascia COβ‚‚ nell’atmosfera. Ogni medaglia ha perΓ² due facce, e occorre tenere in considerazione gli svantaggi dell’energia nucleare da fissione. In primo luogo, le scorie sono difficili da smaltire, in quanto il materiale radioattivo presenta tempi di dimezzamento estremamente lunghi. In secondo luogo, le scorte di uranio sono tutt’altro che infinite. E se ci fosse un modo per ottenere la stessa energia di una reazione fissile, o anche di piΓΉ, ma senza la produzione di scorie o vincoli di risorse? Prima di fornire una potenziale risposta a tale domanda, Γ¨ necessaria una piccola divagazione teorica sul funzionamento generico del nostro universo per come lo conosciamo. E tenendo uno sguardo verso il cielo, chissΓ  che la risposta non ci arrivi dalle stelle…

Un’energia stellare
Molteplici sono le tipologie di forza presenti in natura, alcune delle quali di recente scoperta. Secondo i fisici moderni, tuttavia, Γ¨ possibile comprendere l’andamento dei fenomeni naturali ricorrendo a quattro forze fondamentali: la forza gravitazionale, la forza elettromagnetica (frutto dell’unificazione concettuale delle forze elettrica e magnetica operata nel 1803 dai fisici Michael Faraday e AndrΓ©-­‐Marie AmpΓ¨re), l’interazione nucleare forte e l’interazione nucleare debole. Al fine della trattazione, saranno tenute in particolare considerazione le ultime due. L’interazione nucleare forte Γ¨, per definizione, la forza che tiene unite le particelle che compongono i nuclei atomici; l’interazione nucleare debole, la quale agisce anch’essa a livello atomico, Γ¨ responsabile di alcuni fenomeni radioattivi ed Γ¨ coinvolta nei processi termonucleari che avvengono nei nuclei stellari. Secondo la legge di Coulomb, tra particelle elettricamente cariche si esercitano forze attrattive se le cariche sono opposte, e repulsive se la carica Γ¨ la medesima. Il fatto che il nucleo atomico sia composto da protoni (particelle positivamente cariche) e neutroni (particelle neutre) sembrerebbe quasi una contraddizione. Se si immaginasse di avvicinare tra loro due protoni, giunti alla minima distanza possibile la repulsione avrebbe la meglio e le particelle si allontanerebbero. Tuttavia, se si ipotizzasse di poter esercitare una pressione sufficiente a β€œconvincere” i reticenti protoni ad avvicinarsi appena un po’ di piΓΉ e superare questa barriera di potenziale, entrerebbe in gioco una forza di gran lunga superiore a quella di Coulomb: la forza nucleare forte, la piΓΉ intensa tra le quattro fondamentali. Questo processo, durante il quale due nuclei leggeri si fondono in uno piΓΉ pesante, Γ¨ detto fusione nucleare, ed Γ¨ il processo responsabile della nucleosintesi stellare. È proprio nei nuclei delle stelle che, a causa dell’elevatissima temperatura che provoca un esponenziale aumento dell’energia cinetica delle particelle, si formano la maggior parte degli elementi chimici presenti in natura. La reazione di fusione piΓΉ conosciuta Γ¨ quella in cui un nucleo di deuterio e uno di trizio, entrambi isotopi dell’idrogeno con rispettivamente uno e due neutroni, si fondono per formare un nucleo di elio secondo la reazione:

Β²H + Β³H β†’ ⁴He (3,5 MeV) + n (14,1 MeV)

Ideologicamente, un reattore a fusione nucleare sarebbe in grado di produrre enormi quantitΓ  di energia senza alcun prodotto di scarto nΓ© vincoli restrittivi dovuti all’esaurimento delle materie prime. Tuttavia, si dΓ  il caso che la fusione sia estremamente complessa da realizzare in laboratorio, proprio a causa della grande quantitΓ  di energia necessaria per attivarla. Nell’Alcator C-­‐Mod del MIT (Massachussets Institute of Technology, Boston, USA), basato sul metodo di confinamento magnetico del plasma, Γ¨ stato recentemente compiuto un fondamentale passo in avanti nella realizzazione di un reattore a fusione. Secondo quanto riportato dalla sezione online di Focus, Γ¨ stato stabilito un nuovo record di pressione esercitata sul plasma all’interno del reattore, pari a 2 atm. AffinchΓ© la sperimentazione sulla fusione abbia successo, infatti, Γ¨ necessario escogitare un metodo per sopperire al nostro problema terrestre: la pressione. Per mantenere il plasma confinato e sospeso a mezz’aria nel reattore e far sΓ¬ che gli ioni collidano, infatti, sono richieste temperature di circa cinquanta milioni di gradi per compensare il fatto che sembri impossibile aumentare in modo significativo la pressione sul plasma. A tal proposito, L’Europa sta costruendo in Francia il reattore ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor): si tratta, come nel caso dell’Alcator C-­‐Mod, di un tokamak, ovvero di una macchina atta a contenere plasma termonucleare ricorrendo ad un campo magnetico per isolarlo dalle pareti con cui non deve assolutamente entrare in contatto. Tuttavia, ITER sarΓ  ottocento volte piΓΉ grande del suo cugino americano, e in assenza di ulteriori rinvii dovrebbe essere in grado di esercitare 2,6 atm di pressione attorno al 2032. Per quanto ne sappiamo, potremmo essere all’inizio di una svolta epocale non solo per la fisica teorica e sperimentale, ma per l’umanitΓ  intera.

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