Con fusione nucleare

Il 13 dicembre scorso è rimbalzata sugli organi di informazione una notizia clamorosa: dopo decine di anni di tentativi, finalmente si è riusciti a ottenere un guadagno di energia dalla fusione nucleare. Tutti abbiamo accolto la notizia con molto entusiasmo perché questa fonte di energia non emette CO₂ e non presenta il problema delle scorie radioattive.

Il risultato è stato ottenuto il 5 dicembre nel laboratorio NIF (National Ignition Facility) in California. Il 13 dicembre, la segretaria per l’energia degli Stati Uniti Jennifer Granholm ha diffuso la notizia in una conferenza stampa annunciata nei giorni precedenti.

I titoli e gli articoli di giornale hanno riportato la notizia spesso come una “svolta storica”. Ecco di seguito alcuni titoli di giornali nazionali (La Repubblica, Il Sole 24 Ore, Il Corriere, Il Fatto Quotidiano).

Il fenomeno alla base dell’esperimento è una reazione nucleare in cui due nuclei di idrogeno si uniscono e formano un nucleo di elio emettendo energia.

Questo tipo di reazioni avvengono all’interno delle stelle dove le condizioni perché avvenga la fusione nucleare sono l’alta temperatura e l’alta pressione generate dalla forza di gravità della stella.

Nel laboratorio in California sono invece 192 laser concentrati su una piccola bolla di idrogeno a “schiacciare” i nuclei tra loro in modo da innescare la fusione.

I media hanno fornito anche dei dati sul guadagno energetico: dalla reazione si sono ricavati 3,15 mega joule con un impulso laser di 2,05 mega joule.

(Il joule è una unità di misura dell’energia, mega joule significa un milione di joule).

Insomma, il bilancio sembra facile: abbiamo messo 2, abbiamo ottenuto 3, quindi abbiamo guadagnato 1 mega joule di energia!

Le cose (purtroppo) non sono andate così.

Sorpresa… la situazione è piuttosto diversa

Mark Herrmann, direttore di un dipartimento della struttura di ricerca in cui è avvenuto l’esperimento, in una intervista a Physics Today afferma:

“L’energia ricavata corrisponde circa all’1% dei 300 mega joule necessari per far funzionare i 192 laser”

(ecco l’articolo).

Un attimo… non avevamo parlato di immettere 2 mega joule per ottenerne 3? Da dove saltano fuori questi 300?

La questione è la seguente:

1. servono 300 mega joule per far andare i laser;
2. i laser lavorano in condizioni particolari e sono molto inefficienti, con i 300 mega joule forniti creano degli impulsi luminosi di 2 mega joule;
3. i laser cedono questi 2 mega joule di energia all’idrogeno che per effetto della fusione restituisce 3 mega joule.

Nell’annuncio c’è stata una evidente forzatura nell’enfatizzare il guadagno tra l’energia fornita dagli impulsi laser e poi emessa dall’idrogeno, mettendo in secondo piano il dato sull’energia totale utilizzata per far funzionare l’esperimento.

Possiamo riassumere la situazione in questa unica riga:

$$300 \longrightarrow 2 \longrightarrow 3$$

Quindi c’è stato un guadagno di energia se consideriamo solo quello che è successo tra i laser e l’idrogeno, ed effettivamente è stata la prima volta che si è ottenuto questo risultato. Tuttavia, se si guarda il bilancio energetico complessivo, sono stati investiti 300 mega joule per ottenerne 3, non proprio un affare!

I giornali che hanno riportato frasi del tipo “prodotta più energia di quella usata per realizzarlo” lasciano intendere una cosa molto diversa da quella che è realmente successa.

Conclusioni

Questo episodio di pessima informazione scientifica contiene molti aspetti negativi che purtroppo si ripropongono con una certa frequenza:

• una eccessiva enfasi di qualsiasi cosa accada: molti eventi vengono presentanti come una svolta storica, epocale, che cambierà il nostro futuro. Più sensazionale è il titolo, più persone lo visualizzeranno e più se ne parlerà;
• i giornali molte volte ripetono quello che hanno scritto altri giornali senza fare verifiche e analizzare la situazione in modo più approfondito. Basta che un paio di giornali importanti lancino una notizia che poi tutti gli altri la ripetono riscrivendo le stesse informazioni senza fare controlli e senza analizzare il fatto con spirito critico;
• spregiudicatezza dei dirigenti pubblici (in questo caso statunitensi) nel comunicare con i cittadini. Le persone sono talmente bombardate di notizie, che ci si può permettere di distorcere la realtà in modo da ottenere il massimo consenso. Il giorno dopo ci sarà un nuovo flusso di informazioni su altri argomenti per cui pochi si accorgeranno che quella del giorno prima era una sparata pubblicitaria.

C’è un’ultima importante considerazione da fare: i passi avanti ci sono stati, ma i dati mostrano come la strada per ricavare energia dalla fusione nucleare è ancora molto lunga e insidiata da sfide tecnologiche che si potranno superare solamente nel corso di decenni.

Per questo motivo la fusione nucleare non può essere considerata parte della strategia con cui nei prossimi anni dovremo ridurre le emissioni di CO₂. Se un giorno saremo in grado di avere energia dalla fusione nucleare, dovremo aver già risolto il problema delle emissioni in altro modo.

È giusto fare il possibile per provare ad ottenere questa fonte di energia, ma per il momento dobbiamo essere concentrati su alternative a bassa emissione realizzabili su larga scala e con la tecnologia attuale.

NB: il dato sul costo energetico necessario a far funzionare i laser si trova anche sulla pagina di Wikipedia dedicata al centro di ricerca NIF (ecco il link) dove viene detto che “il caricamento dei laser ha richiesto ben più di 400 mega joule”.