Menzogna e sortilegio energetico

Che l’energia sia un bene essenziale per la nostra esistenza tutti lo sanno.  Ce ne serviamo per mantenere in vita il nostro organismo attraverso il cibo, per riscaldarci, per realizzare i manufatti di cui ci serviamo, per spostarci da una parte all’altra e così via. Il Sole è la primaria fonte di energia; ad esso dobbiamo anche quella che ricaviamo dalle riserve fossili, come carbone, petrolio, gas naturale, oltre che l'idroelettrica ed eolica.

Poi c’è l’energia nucleare che proviene dal difetto di massa (E=Dmc2) nelle reazioni di fissione (rottura) di nuclei pesanti (Uranio) ovvero di fusione di nuclei leggeri (isotopi dell'idrogeno:Deuterio e Trizio). Le attuali centrali nucleari si basano sul processo di fissione controllata e, indipendentemente da una valutazione sul rapporto costi/benefici, esse utilizzano un elemento (Uranio) le cui riserve sono alquanto limitate.

Il processo di fusione controllata viene studiato e sperimentato (ormai da decenni) nei maggiori laboratori, seguendo due principali linee:
a) quella “magnetica”, in cui un plasma di bassa densità (Deuterio e Trizio) è confinato per qualche secondo mediante intensi campi magnetici a temperature di decine di milioni di gradi centigradi; b) quella così detta “inerziale” in cui intensi fasci laser vengono diretti su una pallina di vetro (1-2mm di diametro) contenente Deuterio e Trizio per produrre un plasma che, durante il tempo d’irraggiamento (pochi miliardesimi di secondo), raggiunge densità migliaia di volte quella di un solido e le stesse altissime temperature.

Ci sarebbe poi una terza linea, quella della "fusione fredda", di fatto ormai abbandonata, in quanto nel processo fisico studiato la produzione di energia sarebbe da attribuire principalmente a meccanismi di origine chimica e non nucleare, quindi assolutamente inadeguati per uno sfruttamento a fini energetici in una centrale. Tuttavia, proprio lo scandalo scientifico che travolse nel 1989 Fleischmann e Pons (sostenitori della "fusione fredda"), può aiutare a capire il perché delle ottimistiche dichiarazioni recentemente rilasciate in una conferenza stampa (13 Dicembre 2022) da politici e scienziati in merito ad un esperimento di fusione "inerziale" condotto negli USA presso i Lawrence Livermore National Laboratory.

Allora i due chimici (F.e P.), nell'intento di ottenere ingenti fondi per la loro ricerca, rilasciarono interviste nelle quali affermavano di aver scoperto un nuovo processo che consentiva di ottenere tutti i benefici energetici provenienti dalla fusione termonucleare controllata, ma a temperatura ambiente. Affermazioni che in realtà non erano supportate da reali evidenze sperimentali e che furono smentite in modo clamoroso da esperimenti di controllo successivamente eseguiti in altri laboratori.

Ma torniamo ai risultati ottenuti nell'esperimento citato nella conferenza stampa del 13 Dicembre. In esso si sarebbe prodotta più energia da fusione (3MJ) di quella utilizzata (2MJ) per indurre il processo stesso mediante innumerevoli fasci LASER, per alimentare i quali sono stati utilizzati ben 300MJ. Questo risultato, senz'altro interessante, è stato accolto come un evento storico che lascia intravedere un futuro per l'Umanità finalmente libero dalle problematiche energetiche ed ambientali, grazie ad una sorgente di energia praticamente infinita e pulita.

La realtà è ben diversa. Prima di tutto allo stato attuale non vi è alcun guadagno energetico, in quanto l'energia spesa per indurre quel processo di fusione è almeno 100 volte superiore a quella prodotta. E' noto infatti che, a fronte della straordinaria brillanza delle sorgenti LASER, l'efficienza con cui si può produrre quella radiazione (rapporto fra l'energia della radiazione LASER su quella necessaria per produrla)  è particolarmente bassa (pochi 0.1% nel caso dei LASER a Neodimio usati negli esperimenti di "fusione inerziale").

Inoltre, ammesso che si riesca in futuro a superare questo divario di un fattore 100, il passaggio ad una realizzazione ingegneristica economicamente conveniente ed ecologicamente compatibile di una centrale di energia a fusione nucleare richiederà altro (molto) tempo. A questo proposito viene in mente una "battuta", che circola nell'ambiente di ricerca, secondo cui "sono 30 anni che diciamo che fra 30 anni realizzeremo le centrali a fusione termonucleare controllata". E' una battuta che ben conoscono anche quei colleghi che rilasciano (anche in Italia) dichiarazioni entusiastiche sull'evento pubblicizzato dai LLNL. Perché lo fanno? Evidentemente per cercare di ottenere più fondi per le loro ricerche e in fin dei conti avvantaggiare la propria carriera professionale.

E' umano, ma non molto corretto. Motivazioni diverse, a mio avviso, spingono i politici ad enfatizzare lo stesso risultato scientifico. In effetti, la crisi energetica, dagli orizzonti sempre più cupi (esaurimento delle fonti energetiche fossili, guerre che pregiudicano forniture energetiche su cui si poteva contare, inquinamento ambientale, riconsiderare da parte di molte nazioni l'utilizzo del nucleare da fissione, ....) spinge i governanti dei Paesi Occidentali a cercare di tranquillizzare la popolazione, che vede minacciato il proprio stile di vita, basato su consumi in gran parte voluttuari, prospettando un futuro prossimo (i famosi 30 anni) in cui ogni problema di approvvigionamento energetico sarà definitivamente risolto. Il risalto dato all'evento scientifico potrebbe costituire anche un segnale lanciato dagli USA agli altri imperialismi antagonisti (Russia, Cina,...), per rimarcare la propria superiorità tecnologica.
 
Con queste sintetiche considerazioni in merito all'evento definito "svolta storica" sulla fusione nucleare, non intendo sottovalutare l'importanza dei risultati ottenuti dai colleghi del LLNL ed anzi ritengo sia del tutto opportuno l'incremento sostanzioso dei finanziamenti in questo campo di ricerca, ma fornire gli strumenti minimi per una comprensione "laica" del problema energetico e le posizioni talvolta strumentali assunte da politici e scienziati.
 
A proposito di questi ultimi, essi sanno bene che, mentre il Primo Principio della Termodinamica descrive i processi di scambio di calore fra i corpi e la trasformazione di calore in lavoro meccanico, il Secondo Principio pone dei limiti nell'efficienza di tale trasformazione, rendendo conto anche dell'impatto ambientale prodotto dal processo stesso. Questo per dire che anche un'eventuale sorgente di energia inesauribile creata dall'Uomo, non sarebbe ad "impatto zero" per il Pianeta Terra.

Prof. Danilo Giulietti
Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa
danilo.giulietti@unipi.it