Galileo Giornale di scienza e problemi globali

Dossier: Il ritorno della fusione fredda

Fusione fredda o bolle di sapone?

“Abbiamo riprodotto in laboratorio la fusione nucleare, lo stesso processo che permette al Sole di splendere. Ma non si tratta di fusione fredda, perché non avviene a temperatura ambiente bensì a temperature dell’ordine di dieci milioni di gradi”. Rusi Taleyarkhan, lo scienziato americano che ha diretto le ricerche all’Oak Ridge National Laboratory, in Tennessee, un tempio della fisica atomica, ci tiene a questa precisazione. Perché l’equivoco ha già fatto il giro del mondo e l’imbarazzante ricordo di quanto avvenne nel 1989, quando Stanley Pons e Martin Fleischmann dissero di aver ottenuto la fusione fredda nel palladio, poi smentita dai fatti, brucia ancora. Ma pur non trattandosi di fusione fredda, è interessante capire cosa sia successo nei laboratori dell’Oak Ridge, all’interno di quella vaschetta piena di acetone che Taleyarkhan descrive “grande quanto tre tazze da caffè impilate una sopra all’altra”?

Secondo i ricercatori americani, è avvenuto quello che normalmente avviene nel cuore delle stelle: la fusione di due atomi leggeri e la conseguente formazione di un atomo più pesante. L’interesse è dovuto al fatto che nel processo si libera una grande quantità di energia e, al contrario di quanto avviene nelle centrali atomiche (che sfruttano la fissione nucleare), si tratta di energia pulita, ricavabile da materie prime praticamente inesauribili. Finora, nessuno era riuscito a riprodurre sulla Terra pressioni e temperature abbastanza elevate da innescare il processo. La presunta fusione fredda ottenuta da Pons e Fleischmann suscitò molto clamore, ma nessuno riuscì a ripetere l’esperimento e i due ricercatori caddero in disgrazia.

Taleyarkhan afferma di aver ottenuto la fusione in una soluzione di acetone in cui tutti gli atomi di idrogeno sono stati sostituiti con atomi di deuterio (una variante più pesante dell’idrogeno). Bombardando la soluzione con un fascio di neutroni, i ricercatori hanno seminato all’interno del liquido delle minuscole bolle, non più grandi del punto che si trova alla fine di questa frase. Subito dopo, utilizzando un fascio di ultrasuoni, le bollicine sono state rapidamente ingrandite fino a raggiungere un diametro di circa un millimetro, e poi fatte implodere. Il fenomeno è noto come sonoluminescenza, poiché si conclude con l’emissione di un flash luminoso.

La sonoluminescenza è ancora parzialmente misteriosa ma si pensa che all’interno delle bolle si raggiungano pressioni e temperature molto elevate, paragonabili a quelle capaci di innescare la fusione nucleare. E infatti i sensibilissimi strumenti usati dall’équipe di Taleyarkhan hanno rivelato indizi di fusione definiti “molto promettenti”: la formazione di trizio, un’altra variante pesante dell’idrogeno, e l’emissione di una pioggia neutroni ad alta energia. In altre parole, il marchio dell’avvenuta fusione dei nuclei di deuterio. “Durante gli esperimenti, sia il liquido che l’apparato restano a temperatura ambiente”, spiega Taleyarkhan, “ma il vapore contenuto all’interno delle bolle raggiunge temperature dell’ordine di dieci milioni di gradi, come al centro del Sole. Ecco perché possiamo parlare di fusione, ma non di fusione fredda”.

Tuttavia, Seth Putterman, uno dei revisori incaricati dalla rivista Science di giudicare la ricerca, si è espresso contro la pubblicazione. “Il lavoro è interessante, ma le conclusioni sono sbagliate”, ha dichiarato Putterman, sollevando dubbi sul fatto che i neutroni osservati siano un prodotto della fusione dei nuclei di deuterio. Nonostante le perplessità, Science ha deciso di pubblicare ugualmente la ricerca, sollevando molte critiche fra la comunità scientifica. “Abbiamo ripetuto l’esperimento più volte”, si difende Taleyarkhan, “sottoponendo i nostri risultati a un esame di peer rewiew durato un anno intero”. Se i risultati ottenuti all’Oak Ridge National Laboratory saranno confermati, gli scienziati di tutto il mondo potranno studiare la fusione nucleare in laboratorio. Ma per ammissione dello stesso Taleyarkhan, “la reazione non produce più energia di quanta occorre fornirne per innescare il processo”. In altre parole, si tratta di un processo in perdita e l’energia pulita, almeno per il momento, resta un’utopia.

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