La fabbrica delle stelle

A Livermore in California, a circa 70 chilometri a est di San Francisco, c’è il National Ignition Facility (NIF), un laboratorio ospitato nel Livermore National Laboratory per effettuare esperimenti legati alla fusione nucleare. Nel centro i ricercatori lavorano da alcuni anni a un ambizioso progetto: realizzare un sistema per creare fusioni nucleari in grado di mantenersi autonomamente dal punto di vista energetico, come avviene nelle stelle. A ottobre del 2013 il laboratorio ha annunciato di aver realizzato un dispositivo che ha prodotto più energia di quanta fosse stata applicata per avviarlo. La notizia ha fatto molto discutere e per ora è solo un piccolo passo verso il progetto più ambizioso di soddisfare il criterio di Lawson, che prevede un insieme di parametri che consentano a un reattore a fusione di produrre più energia di quanta ne assorbe (cosa che avrebbe enormi implicazioni).

Come spiegano sull’Atlantic, che ha pubblicato una serie di fotografie alle quali ci siamo ispirati per questo articolo, la parte più importante del NIF è una camera sferica grande quanto una casa nella quale vengono attivati 192 laser, indirizzati verso un obiettivo minuscolo. Nel recente esperimento di ottobre, un raggio di luce con energia pari a 2 megajoule (la quantità di energia che consumano 20mila lampadine da 100 watt in un secondo) è stato indirizzato verso una sfera costituita da deuterio e trizio. La sfera ha restituito un’alta quantità di energia, cosa che fa ben sperare per i prossimi sviluppi legati alla fusione nucleare.

Al di là degli aspetti prettamente scientifici, il NIF è un luogo straordinario e unico nel suo genere. La sua struttura sferica molto particolare ha ispirato anche diversi artisti ed è stata usata come set nel film “Star Trek: Into Darkness”, come uno dei componenti principali dell’astronave Enterprise.

La fusione nucleare è il processo di reazione che porta alla compressione di due o più nuclei di due o più atomi, entro un certo intervallo di numeri atomici il risultato che si ottiene è di tipo esonergetico: viene cioè emessa più energia di quella richiesta per comprimere insieme i nuclei. Il processo è parte integrante del meccanismo che alimenta il Sole e tutte le altre stelle conosciute nell’universo. Dall’uomo è stato riprodotto con la bomba H (bomba all’idrogeno), per la prima volta nel novembre del 1952 dagli Stati Uniti liberando un’energia mille volte superiore a quella prodotta dalla bomba atomica di Hiroshima, che funzionava esclusivamente sfruttando la fissione nucleare. Produrre una fusione controllata non è per nulla semplice e si lavora da anni per ottenere un simile risultato, che potrebbe essere alla base di nuovi sistemi per la produzione di energia a basso costo e ridotto impatto ambientale.