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Fusione nucleare

La fusione nucleare è un processo di reazione nucleare in cui due o più atomi sono compressi al punto da far prevalere l'interazione forte sulla repulsione magnetica. Gli atomi si fondono tra loro (da cui 'fusione') creando un nuovo nucleo di massa maggiore. Il processo di fusione nucleare è presente nelle stelle e nel Sole. La fusione nucleare è la reazione inversa della fissione nucleare. Nel processo di fusione nucleare nuclei leggeri si fondono in modo da formare un nucleo più pesante, liberando energia pari alla differenza tra le masse secondo la reazione einsteniana: E= Δm c² Dove con l’espressione “Δm” indichiamo la variazione di massa (iniziale – finale) e con “c” indichiamo la velocità della luce. Un esempio do fusione nucleare può essere quella del deuterio e del trizio, entrambi isotopi dell’idrogeno, che possono, fondendosi, dare vita all’elio. Le reazioni di fusione avvengono nel sole e nelle stelle e sono alla base dell’enorme quantità di energia raggiante a noi ben nota. Al momento il processo di fusione nucleare è oggetto di studio ed ancora non è impiegato per la produzione di energia a scopi pacifici. La fusione nucleare non produce scorie radioattive e quindi è da considerarsi fonte di energia più pulita rispetto alla fissione.

FUSIONE NUCLEARE

Fusione come fonte di energia. La fusione nucleare è anche una fonte di energia sperimentale per produrre elettricità. La fusione nucleare può rilasciare energia sfruttabile in grado di soddisfare la domanda energetica del pianeta. Tuttavia, per ricreare le stesse condizioni che consentono alle stelle di generare energia tramite la fusione è necessario consumare energia. In molte sperimentazioni l'energia richiesta per generare la fusione nucleare è di molto maggiore a quella prodotta dalla reazione stessa. Nel Sole il combustibile è compresso dalla grande forza di gravità della stella. Per la realizzazione di reattori a fusione la scienza sta cercando di individuare una reazione a bassa soglia di energia (vedi Criterio di Lawson).

Progetto ITER. Gli esperimenti sulla tecnologia a fusione nucleare sono in corso da molti anni. Il progetto più avanzato è il reattore a fusione termonucleare ITER realizzato nel sud della Francia. Si tratta di un reattore sperimentale progettato per verificare il guadagno energetico della fusione nucleare e la possibilità di costruire in futuro un vero e proprio prototipo di centrale a fusione nucleare controllata (cd DEMO). ITER è un progetto internazionale tra l'Unione Europea, gli Stati Uniti d'America, la Russia, la Cina, l'India, il Giappone e la Corea del Sud.

La fusione nucleare è una reazione nucleare che consiste nell'unione di due nuclei di atomi leggeri in un atomo pesante. Nella fusione nucleare due atomi di trizio e deuterio (isotopi dell'idrogeno) sono fatti avvinare tra loro in uno spazio sufficientemente piccolo a far prevalere la forza di attrazione nucleare. I nuclei dei due atomi di idrogeno si fondono, dando origine a un atomo di elio e liberando verso l'esterno una elevata quantità di energia. La fusione nucleare è il processo utilizzato dalle stelle per generare energia in un ambiente a milioni di gradi di temperatura. Gli scienziati hanno scoperto il modo di ricreare la fusione nucleare in una forma non controllata con la realizzazione della prima bomba a idrogeno. Negli ultimi decenni gli studi scientifici sono concentrati nella ricerca della fusione nucleare controllata che permetterebbe di utilizzare la tecnologia come fonte dienergia per la produzione di energia elettrica. La fusione nucleare utilizza l'idrogeno come materia prima, un elemento chimico disponibile sulla Terra in quantità elevate, pertanto una sua applicazione tecnologica nel settore delle fonti energetiche risolverebbe del tutto il problema dell'esaurimento delle fonti di energia fossili. Inoltre, a differenza delle attuali centrali nucleari basate sulla reazione della fissione nucleare, la fusione nucleare permetterebbe di produrre elettricità dall'energia nucleare senza produrre scorie radioattive. Tuttavia, le attuali conoscenze scientifiche e tecnologiche non consentono ancora lo sfruttamento dell'energia a fusione nucleare per la produzione di elettricità. La fusione nucleare degli atomi di idrogeno richiede una temperatura di milioni di gradi. Il costo per ricreare tali temperature negli impianti potrebbe essere superiore al ricavo ottenibile dall'energia prodotta dagli stessi. Inoltre, non esiste alcun materiale solido in grado di resistere a temperature di milioni di gradi. Nelle sperimentazioni in corso la fusione nucleare calda è ottenuta mantenendo gli atomi di idrogeno sospesi, ossia lontani dalle pareti dei macchinari, tramite l'azione di campi magnetici o di laser. Nel sud della Franciaè stata realizzata dalla comunità internazionale una prima centrale a fusione nucleare (Iter) con finalità sperimentali. Oltre alla fusione nucleare calda una parte della comunità scientifica si è dedicata alla ricerca della fusione nucleare fredda ottenibile a basse temperature. La fusione nucleare non va confusa con le centrali nucleari attualmente esistenti sulla Terra che basano il loro funzionamento sulla reazione a fissione nucleare.










 

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