La fusione termonucleare è uno stato terribile e incontrollabile o una promettente fonte di energia? Scienziati
Gli scienziati negli Stati Uniti e in Europa hanno fatto progressi versocreazione di energia da fusione nucleare auto-rinnovabile. La fusione nucleare è ciò che accade nel Sole e in altre stelle. Durante questo processo, due nuclei atomici si uniscono per formare un grande nucleo.
L'energia da fusione potrebbe fornire una fonte di energia quasi inesauribile per le generazioni future, ma c'è ancora molto lavoro da fare.
Cosa hanno fatto gli autori del nuovo studio?
I ricercatori hanno detto che nel febbraio 2022hanno ricevuto 59 megajoule di energia da fusione sostenibile: hanno riprodotto lo stesso processo che alimenta le stelle, in particolare il Sole. Il record precedente era di poco inferiore a 22 megajoule. È stato installato nel 1997.
Ian Chapman, capo dell'Autorità per l'energia atomicaUK, lo ha definito un evento fondamentale che avvicina i ricercatori alla risoluzione di una delle più grandi domande della scienza: come creare energia infinita attraverso la fusione nucleare.
“Accumuliamo conoscenze e ne sviluppiamo di nuovetecnologie necessarie per creare una fonte di energia di base sostenibile e a basso contenuto di carbonio che ci aiuterà a utilizzare meno risorse della Terra", ha affermato Chapman. "Il nostro mondo ha bisogno di energia da fusione".
Com'è andato l'esperimento?
Alla fine di gennaio 2022, i ricercatori statunitensiha utilizzato il laser più grande del mondo e il combustibile a fusione forzata per riscaldarsi fino a uno stato di plasma in fiamme. Era un tentativo di creare energia di fusione nucleare autosufficiente.
Il plasma è il gas riscaldato dove avvengono le reazioni di fusione. Contengono particelle cariche che mantengono potenti campi magnetici in posizione.
Gli scienziati hanno avvertito che in questa direzionesono necessari anni di lavoro e il livello di energia raggiunto finora è basso. Per fare un confronto, 59 megajoule sono sufficienti per far bollire circa 60 bollitori d'acqua.
Come funziona la fusione nucleare?
Le centrali nucleari oggi usano il nuclearela fissione è, infatti, la scissione del nucleo di un atomo e la fusione nucleare è il processo di combinazione di due nuclei atomici. Entrambe le reazioni rilasciano molta energia, ma la fusione nucleare produce più energia e genera poche scorie nucleari.
La fusione si verifica quando due atomi di lucesi fondono o si uniscono per formarne uno più pesante. La massa totale del nuovo atomo è inferiore a quella dei due che lo hanno formato. La massa mancante viene rilasciata sotto forma di energia, come confermato dalla famosa equazione di Albert Einstein: E = mc².
Ci sono diversi modi per giocarefusione nucleare: sono tutti basati su diverse combinazioni atomiche. Il più popolare è la fusione di un atomo di deuterio con un atomo di trizio. Questo processo richiede una temperatura di circa 39 milioni di °C. Di conseguenza, vengono prodotti 17,6 milioni di elettronvolt di energia.
Il deuterio è un componente promettente in quanto è un isotopo dell'idrogeno. L'idrogeno è un componente dell'acqua e 3,8 litri di acqua possono produrre tanta energia quanto 1.136 litri di benzina.
Qual è il problema con la fusione nucleare?
L'energia da fusione nucleare potrebbe diventare quasiuna fonte inesauribile di energia per le generazioni future, ma crea anche molte sfide scientifiche e ingegneristiche. Il Sole ha le condizioni necessarie per la fusione nucleare, si formano a causa di potenti forze gravitazionali. Ma è molto più difficile ripeterlo sulla Terra.
Combustibile da fusione - ad esempio, varioisotopi dell'idrogeno - devono essere riscaldati a temperature estreme: circa 50 milioni di °C. E un tale stato deve essere mantenuto sotto una forte pressione abbastanza a lungo da permettere ai nuclei di fondersi.
Nell'ultimo esperimento di fusione nuclearegli scienziati hanno ricevuto 59 megajoule di energia in 5 secondi. Esprimendo questo in termini di potenza, si raggiunge in media poco più di 11 MW in cinque secondi. Il record precedente di 22 megajoule era di 4,4 MW in 5 secondi.
Tony Donne, il responsabile del programma del gruppo EUROfusion responsabile dello studio, ha affermato che gli scienziati erano sulla strada giusta.
“Se riusciamo a sostenere la fusione nucleare per cinque secondi, possiamo farlo per cinque minuti e poi per cinque ore. Tutto mentre espandiamo le nostre capacità", ha affermato Donn.
Il professor Donne ha detto che la fusione nucleare potrebbediventare una fonte di energia pulita e sostenibile chiave in futuro. Presenta vantaggi chiave, come l'assenza di rifiuti radioattivi e i materiali del reattore possono essere riciclati o riutilizzati entro 100-300 anni.
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