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Fusione nucleare, risolto il mistero delle turbolenze nel plasma che destabilizzano il processo

08 Marzo 2016 177

Le centrali a fusione nucleare rappresentano senza dubbio una delle sfide più promettenti per un mondo più pulito, prospero e sicuro; tuttavia, nonostante gli sforzi e i passi da gigante compiuti in questo ambito negli ultimi anni, la tecnologia attuale non è ancora in grado di generare più energia di quanta ne venga utilizzata per innescare la reazione di fusione, che vede gli atomi di idrogeno combinarsi tra loro generando elio, esattamente come accade all'interno delle stelle.

Un altro annoso problema da risolvere è quello della riproducibilità della reazione: spesso infatti il fascio laser che riscalda il combustibile fino a raggiungere temperature nell'ordine di milioni di gradi non riesce a innescare la fusione e l'intero processo si destabilizza prima che venga effettivamente rilasciata energia.

Un esperimento della durata di 2 anni condotto dagli scienziati americani della Lawrence Berkeley National Laboratory's National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), che vede impiegato il più grande reattore al mondo DIII-D, ha consentito ai ricercatori di studiare il fenomeno portando il combustibile a una temperatura di ben 100 milioni di gradi (10 volte quella del nucleo del Sole), confinandolo attraverso potenti campi magnetici fino all'inizio della reazione; grazie a questo studio, dopo anni di intense ricerche gli scienziati della Australian National University Research School of Physics and Engineering (ANU) sono finalmente riusciti a spiegare i fenomeni di instabilità, attribuendoli a violente turbolenze nel plasma che, una volta raggiunte temperature estremamente elevate, si comporta in una maniera considerata fino ad oggi imprevedibile.


Tramite una nuova teoria sul comportamento del plasma basata sulla dinamica dei fluidi, siamo stati in grado di spiegare le oscillazioni del plasma che abbiamo osservato in America , spiega Zhisong Qu, a capo della ricerca, in un articolo pubblicato su Physical Review Letter

Questo modello spiega le dinamiche che coinvolgono l'idrogeno riscaldato nella forma di super-plasma e ci consente finalmente di prevederne il comportamento con esattezza, aprendo la porta a scenari fino ad ora preclusi dal modello precedente, che prendeva in considerazione solamente le leggi che governano gli atomi individualmente, dichiara Dr Michael Fitzgerald, collaboratore all'esperimento.

Qu non maschera un certo entusiasmo e una certa soddisfazione e dichiara:

Nonostante sia solamente l'inzio, questo studio ci consentirà di capire sempre più a fondo la fusione nucleare e aprirà la strada allo sviluppo di una soluzione energetica a lungo termine per il nostro pianeta.

Mi sento un po' Trekky nel cuore (in riferimento a Star Trek)- l'unico modo per viaggiare fino a un nuovo sistema stellare è con la fusione nucleare...


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177

Commenti

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daniele g

la fusione non ha niente a che vedere con la fissione, la fusione si puo' spegnere all'istante, non lascia nessuna scoria, e' solo idrogeno e elio

Johnny

Il blog parla di tecnologia in generale

mmorselli

I tuoi 90 anni saranno molto diversi da quelli di oggi

Maurizio Mugelli

ti sfugge un particolare: non siamo capaci di produrre antimateria, a parte pochi atomi di antiidrogeno.
in altre parole stiamo parlando di fantascienza, non di scienza.
e' abbastanza scontato che per anche soltanto prendere in considerazione l'idea di utilizzare praticamente l'antimateria come risorsa prima servono tutti dei prerequisiti tecnici che al momento sono impossibili, tipo un sistema di stoccaggio efficiente, un sistema pratico per produrla ecc.
senza quelli e' ovvio che e' inutile discuterne.
di conseguenza, partendo dal presupposto che questi prerequisiti siano possibili, l'antimateria diventa il mezzo di trasporto dell'energia piu' efficiente possibile (aggiungiamoci un bel dyson swarm di centrali solari dentro l'orbita di mercurio per produrne quantitativi infiniti tanto per farsi due risate, vai), senza quei prerequisiti l'antimateria non esiste all'atto pratico.

Luca

Si ok Maurì, ma a parte le cose ovvie poi alla fine si tratta di un problema ingegneristico... Una macchina a rx, una pet o qualsiasi strumento per la diagnostica per immagini che utilizziamo oggi per la generazione di radiazioni consuma un casino di energia, ma talmente un casino che la spesa fortemente non conveniente è giustificata solo dalla salute di una persona... Per radiazioni che spesso non si convertono in materia e antimateria poi... E poi? La genero al momento per subito consumarla o devo inventarmi anche un contenitore? Contenitore che non può venire a contatto con il suo contenuto, il contenitore dovrebbe essere un campo magnetico e devi spendere anche per quello... Con la fisica ci si diletta, ma come risolvi in problema reale? Sono sinceramente curioso di sapere come la pensi...

Davide

Diobrando_21

Ma che discorso è? Non sono pericolose finché non esplodono...c'è sempre una causa particolare alla base dei disastri e la possibilità (per quanto calcolata) è sempre dieteo l'angolo...

jonathan

si! fusione nucleare e sicuro sono due parole che per il principio di funzionamento stanno molto bene insieme. Posso capire fissione che per quanto sia sicura pur sempre ha scorie radioattive, ma la fusione assolutamente è l'unica via per salvare il pianeta

DarkZoro

Gli effetti già ci sono e si vedono nella natura con fiori con polline radioattivo e alberi che crescono in modo altamente irregolare. Anche i vermi e il loro genoma ne ha risentito, non voglio pensare fra 100 anni cosa potrebbe essere cambiato :/

Maurizio Mugelli

tutti i combustibili sono fondamentalmente delle batterie, da qualche parte l'energia ce la devi mettere.

ghost.mdb

dimenticavo, sicure un CAXXO

ghost.mdb

ok, non si può biasimarlo, ma ha creato un disastro ambientale che nessuno sarà mai in grado di ripristinare e che nessuno potrà mai valutarne la portata, se non fra 50-100 anni o più...

Ngamer

non so come funzionano di preciso ma funzionano anche su scale cosi grandi?

al404

Non capisco il nesso della notizia con il blog, più corrente per i nostri device? :-D

Renato Pisani

La fusione nucleare controllata è molto sicura. Anche le centrali a fissione non sono pericolose. L'unico incidente è stato a Chernobyl ma è stata una circostanza strana e il reattore era di prima generazione. (Riguardo a fukushima che credo sia di quarta generazione non si può biasimarlo, gli è arrivato uno tsunami addosso e un terremoto pazzesco)

saetta

pero guarda che non ti sei sbagliato di tanto....
perche quel E nella formula non è altro che energia meccanica totale
composta da energia cinecita energia potenziale e massa

MeTeMpS

Le centrali a fusione nucleare rappresentano senza dubbio una delle sfide più promettenti per un mondo più pulito, prospero e sicuro

"Fusione nucleare" e "sicuro" nella stessa frase non si possono proprio vedere

Petaloso

no, ma la lava non ha 10 volte la temperatura del sole, la lava poi, per farti capire, è meno calda del filamento della lampadine ad incandescenza che avevi in casa fino a qualche anno fa o che magari hai ancora..,

Ale

No no almeno in teoria molto prima! É previsto un uso commerciale di questa tecnologia per il 2045......tieni presente che in Francia ( ora non ricordo esattamente il luogo ) é già dalla fine 2006/inizio 2007 che é in costruzione una macchina per generare e controllare ( che é la parte più difficile....) la fusione nucleare. É un progetto a cui partecipano vari paesi. Il costo di questa macchina é "immenso", perché, in sintesi, servono milioni di gradi per innescare la fusione ma contemporaneamente servono anche dei magneti enormi per "gestire/contenere" tutta questa energia......ovviamente vanno costantemente refrigerati ad una temperatura vicino allo zero assolluto, stiamo parlando di oltre -250 gradi! Ahahah basta così......ho dato una risposta noiosa ad un commento scherzoso.

Fabio Biffo

Hanno inventato i misuratori di temperatura laser da tempo...

Apus

Purtroppo la statistica c'entra eccome solo che è statisticamente irrilevante (regola delle sei sigma). La vedi da un punto di vista fisico io da uno matematico/geometrico

Ngamer

come fanno a misurare temperature di milioni di gradi??' stime?? perchè dubito usino un sensore :P

Politano Alessandro

Hai ragione scusami ho usato questo termine solo per far capire in modo più semplice il concetto che la massa di un qualsiasi oggetto è fondamentalmente pronta a trasformarsi in energia e quindi da qui ho usato il termine " energia potenziale " per far capire che potenzialmente tutta la massa di un qualsiasi oggetto o corpo può essere trasformata in energia, in realtà il termine energia potenziale si riferisce a tutt'altro :)

valerio

scusa sto fuso anche io e non capisco più un catz0, vado a nutrirmi

saetta

non hai capito!
intendevo la fusione tra fanb0y e fisicy qui presenti, compreso te!

valerio

hai presente quanto idrogeno c'è sulla terra? ti basterebbe questo per capire il progresso che ci porterebbe una fusione controllata e con energia prodotta maggiore di quella consumata.

valerio

pazienza, tanto è quello microsoft che non uso

ciro

occhio che c'è il tuo indirizzo mail in bella vista

M.5.0 il

E pensare che ho iniziato a leggere pure seriamente visti i 15 upvote....lol

PeperonataAssassina

Io sono dell'idea che solamente il motore a curvatura gravitazionale ci permetterà di superare la velocità della luce

Darkhalo

E il contrario è il film che ha tirato fuori la cosa della sindrome cinese, nella realtà il materiale fuso sprofonderebbe di qualche centimetro, più per via del peso che della temperatura. Difatti le centrali nucleari hanno sul fondo uno scudo di 2/3 metri di cemento chiamato core catcher che servie a trattenere il nocciolo sciolto.

Lucaa

...fiiiiiii, direbbe "Bart"; ora si potranno sbloccare i finanziamenti, pena... cercarsi un lavoro, magari alla mensa dell Università....
Doh!

Darkhalo

Nel caso peggiore rovinerebbe la parete del reattore ma non causerebbe nessun danno se non economico. Alla fine la massa di combustibile è esigua per causare danni,

Luca

Scusa èh... Inizialmente non abbiamo di certo l'antimateria in mano... Dobbiamo spendere del lavoro per generare quell'energia utile alla creazione di materia e antimateria, per poi farle annichilire, riprenderci la stessa energia (minore di quella che abbiamo speso visto il rendimento mai al 100%, ma la stessa equivalente alla massa annichilita) ed usare le radiazioni per generare calore... Calore tra l'altro non sfruttabile al 100%... Per fattibile non intendevo se fosse possibile nella realtà, ma se fosse un'idea furba... Faccio prima ad utilizzare in qualche modo quell'energia iniziale in altro modo no?

Darkhalo

I tokamak non sfruttano laser per scaldare il plasma. Ma "riscaldatori" a radiofrequenza.

Insider

È sbagliato dire "è statisticamente improbabile", è corretto dire "il calore che si genere è inferiore perché non si propaga in un mezzo conduttore"

saetta

wow tutti fanb0y e fisicy qua eh!
non riesco a immaginare che risultato possa dare questa fusione

Maurizio Mugelli

certo che e' fattibile, hai la massima densita' energetica fisicamente possibile, ti basta qualcosa che faccia da massa di scambio ed eccoti tutta la propulsione che vuoi.

Apus

Vedila così: il calore ha bisogno di un conduttore termico per potersi espandere. I prototipi di fusione lavorano in condizioni di vuoto apparente (è tecnicamente impossibile riprodurre il vuoto) quindi è statisticamente improbabile che il calore raggiunga un superconduttore (e qualora accadesse ci sarebbero comunque altri sistemi di protezione che disattiverebbero il reattore)

Luca

E' l'unica cosa che potrebbe generare... Ma a te sembra fattibile la cosa?

Danny #Mainagioia Leopardi

Perfetto, mi piace questa precisione.
Poi chissà, può darsi che la vinco io :)

saetta

energia potenziale? ma 6 sicuro sicuro?
non credo che sia corretto.

Apus

Peccato che la Fisica remi contro queste teorie di Star Tre (se non altro per il fatto che servono acceleratori di particelle per generare antimateria che comunque resta un elemento troppo instabile per poter pensare di conservarlo)

Davide

La lava esce a fiumi, qui sono pochi grammi di roba. Conta poi che la terra non é un foglio di carta e fino a prova contraria non fa filtrare la materia. Se butti metallo fuso sul pavimento di casa forse fai un buco nelle piastrelle ma se lo rovesci alla terra si sparge e basta. Vedresti del fumo (foglie e resti biologici bruciati) e sciogliersi qualche metallo nel terreno (il ché sottrae calore) ma non scaveresti una buca.
Per arrivare al centro della terra poi devi attraversare Km di terra e mantello. Dissiperesti subito tutta l'energia.

valerio

c'è una postilla nascosta sull'inflazione e sul cambio di moneta, il pagamento sarà fatto sulla base di ciò che oggi si può acquistare con 5€

Maurizio Mugelli

calore.

AllBlack

Non ci tengo,grazie,sarà un'altra volta. ;)

Matteo795

Può darsi che nel 2086 gli euro saranno spariti da anni XD

Danny #Mainagioia Leopardi

Ahahahahah!!!
Salvata! :D

Matteo795

Io avrò 86 anni e mezzo, probabile che se me ne ricordo faccio convertire i miei parenti a suon di castime

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