Fusion '101' – Perché è importante per i cambiamenti climatici e i palloni meteorologici?

Alcune cose nella scienza sono semplicemente fantastiche. Altri sono fantastici e potenzialmente in grado di alterare la vita. Questa settimana, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha annunciato che uno dei suoi laboratori, il Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), ha ottenuto qualcosa chiamato accensione per fusione. Analizziamo cosa significa e perché è importante per il cambiamento climatico.

Dipartimento dell'Energia comunicato stampa ha dichiarato: "Il 5 dicembre, un team del National Ignition Facility (NIF) di LLNL ha condotto il primo esperimento di fusione controllata nella storia per raggiungere questo traguardo, noto anche come pareggio energetico scientifico, il che significa che ha prodotto più energia dalla fusione rispetto all'energia laser utilizzata per guidarla." La fusione è lo stesso processo attraverso il quale il Sole produce energia. Per decenni, gli scienziati hanno cercato di riprodurre il meccanismo nei laboratori, ma è stato sfuggente. Il dottor Arati Prabhakar, consigliere capo del presidente per la scienza e la tecnologia e direttore dell'ufficio della politica scientifica e tecnologica della Casa Bianca, ha osservato: "Abbiamo una comprensione teorica della fusione da oltre un secolo, ma il viaggio dal sapere al fare può essere lungo e faticoso. Il traguardo di oggi mostra cosa possiamo fare con la perseveranza”.

Allora perché questo è importante per il cambiamento climatico? La fusione avviene quando due nuclei più leggeri (in questo caso l'idrogeno) si combinano per produrre un singolo nucleo più pesante (come l'elio). Durante tale processo, viene rilasciata una notevole quantità di energia pulita. Il comunicato stampa del Dipartimento dell'Energia ha proseguito affermando: "Questo risultato storico, primo nel suo genere, fornirà capacità senza precedenti per supportare il programma di gestione delle scorte dell'NNSA e fornirà preziose informazioni sulle prospettive di energia da fusione pulita, che sarebbe un gioco -changer per gli sforzi per raggiungere l'obiettivo del presidente Biden di un'economia a zero emissioni di carbonio ".

Questo annuncio è un punto di svolta per le comunità scientifiche, tecnologiche e ingegneristiche. Tuttavia, è importante calibrare le aspettative. Probabilmente ci vorranno ancora anni o decenni per imitare la potenza del Sole su scale sufficientemente grandi da soddisfare il fabbisogno energetico attuale. Questo esperimento ha prodotto abbastanza energia netta guadagnata per bollire un paio di litri d'acqua, ma non è questo il punto interessante. Il punto è che è stata prodotta più energia come output di quanta ne è stata fornita come input. Tieni presente che il primo aeroplano non era un Boeing Dreamliner e che i primi telefoni cellulari richiedevano un piccolo allenamento per sollevarsi.

Tuttavia, è molto allettante e promettente immaginare un'economia energetica priva di emissioni, inquinamento atmosferico o scorie radioattive. Il combustibile per la fusione è l'idrogeno. L'idrogeno è molto abbondante. Mentre leggi questo, potresti chiederti in che modo la fusione differisce dalla fissione nelle centrali nucleari. Il Sito web dell'Agenzia internazionale per l'energia atomica dice: “La fissione divide un elemento pesante (con un alto numero di massa atomica) in frammenti; mentre la fusione unisce due elementi leggeri (con un basso numero di massa atomica), formando un elemento più pesante. Entrambi i processi rilasciano energia, ma la fusione non produce scorie radioattive. Produce elio inerte (che tra l'altro può essere utilizzato nei palloni meteorologici). Inoltre, la fusione non produce reazioni a catena che sono caratteristiche degli incidenti nucleari e non è nemmeno realmente praticabile per la produzione di armi.

Forse ora capisci perché gli scienziati sono storditi.