Laser e fusione nucleare: ecco come ottenere l'energia delle stelle

Gli scienziati del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) hanno scoperto nuovi importanti dettagli sugli impianti di fusione nucleare che utilizzano i laser per comprimere il combustibile che produce l'energia di fusione.

Questi nuovi dati potrebbero aiutare a migliorare la progettazione dei futuri impianti laser che sfruttano i processi energetici di fusione che sono alla base delle reazioni che avvengono anche sul sole e le altre stelle.

La fusione genera infatti enormi quantità di energia, ecco perché gli scienziati stanno cercando da molti anni di replicare questo processo anche sulla Terra per poter ottenere una fornitura praticamente inesauribile di energia per produrre elettricità.

Le principali strutture sperimentali includono diversi sistemi quali i tokamak, i dispositivi di fusione magnetica, gli stellarator, ed i dispositivi laser utilizzati in quelli che vengono chiamati esperimenti di confinamento inerziale.

Il team di ricerca ha concentrato gli studi proprio su quest'ultimo sistema, confermando i risultati attraverso misurazioni che utilizzavano il gas krypton, spesso impiegato anche nelle lampade fluorescenti. Una volta aggiunto al carburante, il gas ha emesso luce ad alta energia (raggi X), catturata poi da uno spettrometro ad alta risoluzione, trasmettendo quindi indizi su ciò che stava accadendo all'interno.

Lan Gao, fisico del PPPL ed autore principale dello studio, ha affermato: "Ero entusiasta di vedere che avremmo potuto effettuare queste misurazioni senza precedenti utilizzando la tecnica che abbiamo sviluppato negli ultimi anni. Queste informazioni ci aiutano a valutare le reazioni ed aiutano i ricercatori a calibrare le loro simulazioni al computer".

Il documento, pubblicato su Physical Review Letters, porterà a simulazioni superiori e ad una migliore comprensione teorica in generale, che potranno aiutare i ricercatori a progettare migliori esperimenti futuri.

Gli scienziati hanno eseguito gli esperimenti presso la National Ignition Facility (NIF), una struttura presso il Lawrence Livermore National Laboratory. Il complesso punta 192 laser su un cilindro d'oro alto 1 cm, o hohlraum, che racchiude il carburante. I laser riscaldano poi l'hohlraum, che irradia i raggi X in modo uniforme sul materiale all'interno.

Brian Kraus, anche lui un fisico della PPPL, e Lan Gao hanno aggiunto: "È come un bagno a raggi X. Sulla base delle informazioni ottenute potremo determinare l'efficienza dei futuri processi di fusione. Abbiamo fornito prove dirette che l'aggiunta di tungsteno aumenta sia la densità che la temperatura e quindi, la pressione. Di conseguenza, la resa di fusione aumenta".

A proposito di energie nucleari, sapete davvero come funziona la fusione nucleare? Inoltre, siete a conoscenza che una reazione di fusione ha generato una enorme quantità di energia? Anche più del dovuto.