Esperimenti di fusione nucleare al NIF

esperimenti di fusione nucleare

Nel Lawrence Livermore National Laboratory in California due enormi ambienti alti dieci piani contengono i macchinari del National Ignition Facility (NIF), progettati per realizzare un confinamento inerziale: comprimere il combustibile tanto da avviare la fusione. L’idea è audace nella sua semplicità: investire una piccola capsula di deuterio/ trizio con intensi fasci laser da tutte le direzioni. L’esterno del campione si vaporizza istantaneamente con un’intensità tale da formare un’onda d’urto verso l’interno, che comprime il combustibile fino a far partire la fusione. È, di fatto, una minuscola bomba all’idrogeno. Ecco come funziona. L’emissione agli infrarossi di un piccolo laser iniziale è suddivisa in 48 fasci ognuno dei quali passa per un amplificatore che ne incrementa l’energia dieci miliardi di volte; questi fasci vengono ulteriormente suddivisi, fino ad averne 192, e passano attraverso gli enormi amplificatori principali che aggiungono un altro fattore pari a un milione, facendo arrivare l’energia complessiva alla cifra astronomica di sei megajoule.

Il lampo è così potente che per qualche millesimo di miliardesimo di secondo è come se la luce di 5.000.000.000.000 di lampadine tradizionali si concentrasse in un bagliore di luce coerente. minuscolo ma immensamente potente. Questi 192 fasci sono convertiti in luce ultravioletta, più adatta per l’uso finale. In una camera di reazione i fasci convergono sulla piccola capsula, dando luogo a una potente compressione improvvisa. Le notizie degli ultimi mesi riferiscono che il NIF ha raggiunto la tappa in cui si è riusciti a ricavare dal combustibile più energia di quella immessa. Ma il risultato non è grandioso come sembra. Anche se la reazione di fusione ha emesso più energia di quella applicata al combustibile, se n’è usata molta altra per far funzionare la macchina della NIF.

II procedimento di amplificazione dei laser è molto inefficiente, e quindi la maggior parte dell’energia riversata nel sistema si pente prima che il fascio raggiunga il combustibile nello “Hohlraum”. Questa parola tedesca, che significa “cavità”, fu usata per la prima volta per l’involucro delle bombe all’idrogeno, ma adesso indica il contenitore placcato in oro, delle dimensioni di un’unghia, che contiene il combustibile pronto per essere investito dal fascio. C’è ancora un bel po’ di strada da percorrere, dagli attuali esperimenti di con il laser fino a un reattore in esercizio. Per prima cosa, ogni capsula di carburante è estremamente dispendiosa, con un costo di oltre 700mila euro, un macchinario commerciale richiederebbe un costo di non più di 5 centesimi a capsula. E la camera di reazione dev’essere allestita con una precisione incredibile, quando si posiziona Io Hohlraum lungo la traiettoria dei fasci, si accende e si attiva il sistema e poi si scarta lo Hohlraum e si ricomincia. La possibilità di farlo varie volte al secondo per mantenere attiva una centrale elettrica sembra impensabile. E laddove un totamak, una volta avviato, si riscalda da solo e non richiede un’alimentazione esterna, l’uso del laser dev’esseie alimentato continuamente, il che ne limita l’efficienza. Steve Cowley del centro di Culhain è scettico stilla possibilità che il NIF possa creare un generatore a fusione: fa osservare che le prospettive attuali sono di incrementare la potenza del sito di un fattore tre o quattro, mentre servirebbe un incremento di 200 volte per renderlo utile commercialmente. E non è l’unico problema, dato che l’esplosione diventerebbe troppo potente per poterla confinare.