L’energia nucleare del futuro: esiste?
Vi riporto un articolo, se vi va di leggerlo, che ho scritto per un giornale locale. Mi hanno chiesto di parlare di nucleare e ho parlato di questo. Mi farebbe piacere ricevere un vostro parere, e magari aprire un piccolo dibattito a riguardo se vi interessa.
L'ENERGIA NUCLEARE: IL FUTURO DELL'UOMO RISPONDE AL NOME DI "ELIO".
Passi avanti nella ricerca nucleare con un possibile e inaspettato alleato: la Luna con l’elio-3.
20 luglio 1969: l’uomo ha posato il piede sulla Luna per la prima volta. In molti si ricorderanno le immagini emozionanti che giunsero nei teleschermi catodici ad illuminare non solo le case, ma anche le speranze dell’uomo nei confronti dell’infinito spazio che ci circonda. Il corpo celeste a noi più vicino e legato è diventato un possibile dominio, tant’è che fu coniato, per l’occasione, il nuovo termine “allunaggio”, subito introdotto in qualunque dizionario esistente sul nostro pianeta.
Tuttavia, gli scienziati non si aspettavano la scoperta, conseguita con il tempo, dell’importanza del suolo lunare in termini energetici. Ciò che era definito come “settimo continente”, distante da noi in media 385 mila Km, non era solo una possibile frontiera, un’isola separata da un mare di vuoto che grazie al progresso tecnologico è stato possibile solcare. La Luna nascondeva, o meglio, rivelava ai nostri sensi, allora incapaci di percepirne l’importanza, una fonte combustibile che potrebbe rivoluzionare la ricerca nucleare e i mezzi attualmente a disposizione, che minano la tranquillità per il duplice problema della sicurezza per la radioattività e delle scorie difficili da smaltire.
Per comprendere meglio, cos’è l’energia nucleare? L’energia nucleare è una forma di energia derivata dalle interazioni tra i nuclei degli atomi, i mattoni della materia. Il nostro corpo è fatto da atomi, così come il tavolo, il muro, il computer o il giornale che leggete. Ci sono degli atomi più semplici e piccoli, e degli atomi più complessi e pesanti. L’energia nucleare si divide in due grosse categorie: l’energia nucleare prodotta dalla fissione e l’energia nucleare prodotta dalla fusione. La prima è quella che attualmente utilizziamo come fonte energetica per muovere le turbine nelle centrali nucleari, la seconda è quella che avviene comunemente nelle stelle. La fissione nucleare utilizza atomi pesanti e instabili come l’uranio-238 (U-238), in natura l’atomo più grande, che a seguito di processi fisici e chimici viene frantumato in pezzetti più piccoli, per poi essere raffreddato in acqua. Il vapore che si genera muove le pale delle turbine, collegate a loro volta agli alternatori, grosse dinamo simili a quelle delle biciclette per far emettere luce alle lampadine dei fanali. Così si produce la corrente elettrica. La fusione nucleare invece riguarda piccoli atomi, come l’idrogeno e l’elio, ed avviene spontaneamente nei nuclei delle stelle a causa delle alte temperature e della densità elevata. A differenza della fissione, la fusione non utilizza atomi radioattivi, dunque pericolosi per l’uomo, e non produce scorie difficili da smaltire poiché nell’unione dei nuclei non si rilasciano neutroni liberi, i responsabili della radioattività. E’ per questo motivo che la ricerca si spinge verso tale direzione, una direzione indubbiamente più pulita, ma anche più sicura, benché difficile da attuare con le tecnologie moderne che non riescono a replicare l’ambiente presente nei nuclei delle stelle.
L'ENERGIA NUCLEARE: IL FUTURO DELL'UOMO RISPONDE AL NOME DI "ELIO".
Passi avanti nella ricerca nucleare con un possibile e inaspettato alleato: la Luna con l’elio-3.
20 luglio 1969: l’uomo ha posato il piede sulla Luna per la prima volta. In molti si ricorderanno le immagini emozionanti che giunsero nei teleschermi catodici ad illuminare non solo le case, ma anche le speranze dell’uomo nei confronti dell’infinito spazio che ci circonda. Il corpo celeste a noi più vicino e legato è diventato un possibile dominio, tant’è che fu coniato, per l’occasione, il nuovo termine “allunaggio”, subito introdotto in qualunque dizionario esistente sul nostro pianeta.
Tuttavia, gli scienziati non si aspettavano la scoperta, conseguita con il tempo, dell’importanza del suolo lunare in termini energetici. Ciò che era definito come “settimo continente”, distante da noi in media 385 mila Km, non era solo una possibile frontiera, un’isola separata da un mare di vuoto che grazie al progresso tecnologico è stato possibile solcare. La Luna nascondeva, o meglio, rivelava ai nostri sensi, allora incapaci di percepirne l’importanza, una fonte combustibile che potrebbe rivoluzionare la ricerca nucleare e i mezzi attualmente a disposizione, che minano la tranquillità per il duplice problema della sicurezza per la radioattività e delle scorie difficili da smaltire.
Per comprendere meglio, cos’è l’energia nucleare? L’energia nucleare è una forma di energia derivata dalle interazioni tra i nuclei degli atomi, i mattoni della materia. Il nostro corpo è fatto da atomi, così come il tavolo, il muro, il computer o il giornale che leggete. Ci sono degli atomi più semplici e piccoli, e degli atomi più complessi e pesanti. L’energia nucleare si divide in due grosse categorie: l’energia nucleare prodotta dalla fissione e l’energia nucleare prodotta dalla fusione. La prima è quella che attualmente utilizziamo come fonte energetica per muovere le turbine nelle centrali nucleari, la seconda è quella che avviene comunemente nelle stelle. La fissione nucleare utilizza atomi pesanti e instabili come l’uranio-238 (U-238), in natura l’atomo più grande, che a seguito di processi fisici e chimici viene frantumato in pezzetti più piccoli, per poi essere raffreddato in acqua. Il vapore che si genera muove le pale delle turbine, collegate a loro volta agli alternatori, grosse dinamo simili a quelle delle biciclette per far emettere luce alle lampadine dei fanali. Così si produce la corrente elettrica. La fusione nucleare invece riguarda piccoli atomi, come l’idrogeno e l’elio, ed avviene spontaneamente nei nuclei delle stelle a causa delle alte temperature e della densità elevata. A differenza della fissione, la fusione non utilizza atomi radioattivi, dunque pericolosi per l’uomo, e non produce scorie difficili da smaltire poiché nell’unione dei nuclei non si rilasciano neutroni liberi, i responsabili della radioattività. E’ per questo motivo che la ricerca si spinge verso tale direzione, una direzione indubbiamente più pulita, ma anche più sicura, benché difficile da attuare con le tecnologie moderne che non riescono a replicare l’ambiente presente nei nuclei delle stelle.
Uno dei principali elementi idonei a questo tipo di reazione è l’elio-3 (He-3), un isotopo dell’elio-4 (He-4), l’elio comune. A differenza di quest’ultimo, l’elio-3 presenta sempre due protoni nel nucleo, ma un solo neutrone invece di due. Sulla Terra, l’elio-3 è pressoché assente, poiché reperibile solo artificialmente mediante il bombardamento di litio, boro e azoto, ed è questo il maggior ostacolo alla tecnologia che implica la fusione nucleare. Infatti, l’elio-3 viene prodotto in quantità di circa 15 Kg l’anno, e le riserve strategiche degli Stati Uniti nel 1993 “annoveravano” ben 29 Kg. Sulla Luna, invece, nel 1988 sono stati scoperti interessanti giacimenti di elio-3 contenuti in un tipo di roccia chiamata regolite raccolta durante le missioni Apollo. L’elio-3 sulla Luna sarebbe stato trasportato dal vento solare, che sulla Terra viene invece schermato dall’atmosfera. La reazione nucleare che vede l’elio-3 come protagonista è molto potente, e soprattutto molto pulita. Si stima che una tonnellata di elio-3 possa produrre 10.000 MW all’anno di energia elettrica. Quindi, 25 tonnellate di elio-3 possono soddisfare il fabbisogno di elettricità di tutti gli Stati Uniti. L’elio-3 sulla Luna è presente per il 50% nei mari, i grandi crateri creatisi al seguito degli impatti con gli asteroidi, che ricoprono un quinto della superficie lunare. La sfida attuale è quella di trasportare l’elio-3 sulla Terra, impresa certamente ardua ma a quanto pare non impossibile. Lo sforzo dei ricercatori americani ed europei è dunque orientato a trovare un modo per sfruttare questo moderrno “oro nero”.
L’Accademia delle Scienze cinese ha affermato che uno dei principali obiettivi del programma spaziale della Cina è ottenere una fonte di elio-3 da cui trarre il combustibile per la generazione di energia tramite tre voli annuali.
Nikolai Sebastianov, capo dell'ente Energhia che costruisce navicelle spaziali, ha annunciato che la Russia è pronta a installare una stazione lunare permanente entro il 2015 e a dare inizio all’estrazione di elio-3 per il 2020. Il progetto russo prevede l’impiego di robot per il lavoro in esterno e di particolari “palloni” per stoccare l’elio in forma liquida. Il trasporto sarebbe garantito da una speciale navetta, la Klipper, presentata al salone aeronautico Maks 2005 e in grado di trasportare mezza tonnellata di materiale.
Dal MIT di Boston gli americani rispondono con il Levitated Dipole eXperiment (LDX), un dispositivo in grado di riprodurre i campi magnetici che circondano la Terra e altri pianeti, che permetterebbe di studiare come l’interazione tra la magnetosfera e le particelle atomiche solari generi una reazione di fusione. Se si riuscisse a sfruttare questo processo in alternativa a quello conosciuto finora e se fosse possibile alimentarlo con l’elio-3, la produzione di energia nucleare sarebbe sicura e pulita.
L’Accademia delle Scienze cinese ha affermato che uno dei principali obiettivi del programma spaziale della Cina è ottenere una fonte di elio-3 da cui trarre il combustibile per la generazione di energia tramite tre voli annuali.
Nikolai Sebastianov, capo dell'ente Energhia che costruisce navicelle spaziali, ha annunciato che la Russia è pronta a installare una stazione lunare permanente entro il 2015 e a dare inizio all’estrazione di elio-3 per il 2020. Il progetto russo prevede l’impiego di robot per il lavoro in esterno e di particolari “palloni” per stoccare l’elio in forma liquida. Il trasporto sarebbe garantito da una speciale navetta, la Klipper, presentata al salone aeronautico Maks 2005 e in grado di trasportare mezza tonnellata di materiale.
Dal MIT di Boston gli americani rispondono con il Levitated Dipole eXperiment (LDX), un dispositivo in grado di riprodurre i campi magnetici che circondano la Terra e altri pianeti, che permetterebbe di studiare come l’interazione tra la magnetosfera e le particelle atomiche solari generi una reazione di fusione. Se si riuscisse a sfruttare questo processo in alternativa a quello conosciuto finora e se fosse possibile alimentarlo con l’elio-3, la produzione di energia nucleare sarebbe sicura e pulita.
Questi progetti tuttavia, oltre alle enormi problematiche tecnologiche associate, hanno come ostacolo i trattati internazionali che pongono precisi limiti allo sfruttamento economico della Luna (giudicato “bene comune”, come ad esempio l’Antartide). Nel 1967 fu stabilito all’interno dell’Outer Space Treaty che per la Luna «Nessun soggetto nazionale ne può rivendicare la sovranità con fini di sfruttamento o di occupazione». Successivamente con le tre edizioni dello US Commercial Space Act, nel 1997, 1998 e nel 2004, le interpretazioni sono diventate più possibiliste. In pratica, però, lo sfruttamento commerciale della Luna richiederebbe nuovi accordi internazionali. E’ iniziata così una nuova era che apre allo sviluppo energetico, forse il principale problema del terzo millennio. Restano tuttavia da valutare le modalità di azione, per non imbattersi in errori che hanno visto nel passato più o meno recente gravi contrasti tra le superpotenze, come la Guerra Fredda. La storia ci insegna questo, sa a noi impararlo.
N.G.
N.G.