la fusione nucleare come risposta energetica al riscaldamento globale
di Paolo Di Marco
Oltre ai piccoli reattori a fissione rispunta all’orizzonte la fusione. Ne parla anche Luigi Vinci (qui, a cui risponde Carlo Dario Ceccon, qui, in quello che è nella sostanza un panegirico di Draghi che ci fa mangiare alla tavola dei ricchi) e compare anche ogni tanto nei discorsi di Cingolani, che va detto che se sembra più un propagandista ENI che un ecologo è perché sente nel governo un ambiente propizio.
La fusione: unire due atomi piccoli (idrogeno o suoi isotopi) e utilizzarne l’energia; come il sole, ci si dice.
E qui scatta la prima trappola, ché ci sentiamo subito tutti uniti come un sol uomo, l’homo onnipotens.
Ma dobbiamo guardare meglio cosa serve per unire gli atomi, perché l’avvicinamento richiede di vincere una resistenza enorme, quella all’origine di quanti:
dp*dm>h —>dp>h/dp , dm=0 —>dp=∞
( —> equivale a implica)
È il principio di indeterminazione, che tradotto in parole ci dice semplicemente che, data una particella, non possiamo sapere contemporaneamente con esattezza (d sta per differenza, quindi dp significa differenza di posizione e dm differenza di momento) la sua posizione e la sua energia (momento). È come se la particella occupasse non un punto ma un intero cerchietto. Ma non è un sapere astratto bensì una cosa molto concreta: se diminuiamo il raggio del cerchietto la particella si agita sempre di più. E quindi è come se occupasse più spazio.
Non vorrei che a qualcuno venissero le vertigini, ma è il motivo per cui non passiamo attraverso il pavimento: i nostri atomi hanno tra di loro un sacco di spazio vuoto -e lo stesso quelli del pavimento; camminare dovrebbe essere come passare il pettine tra i capelli, ma invece gli atomi del pavimento non si scostano per far passare quelli dei nostri piedi (e se lo fanno aumentano il movimento quindi rioccupano più spazio…).
Se allora torniamo agli atomi di idrogeno della fissione per vincere l’indeterminazione serve un’energia, moltissima energia. Per immaginare quanta torniamo alle stelle: la loro vita dura quanto il combustibile che hanno (l’idrogeno all’inizio poi via via gli atomi più grandi) e che fornisce agli atomi l’energia per rimanere distanti; finita quella la gravità della stella prevale, vincendo tutte le resistenze, condensando sempre più la materia, finché vince anche la resistenza dell’indeterminazione e diventa una stella a neutroni o, se la massa è almeno 4 volte quella del sole, un buco nero. Nello stadio finale è come se ogni atomo avesse sopra di sé tonnellate e tonnellate di materia che lo schiacciano. L’energia che dobbiamo fornire agli atomi per la fissione è di questo ordine di grandezza, anche se qui si tratta di avvicinare.
Per il sole è facile, con densità e temperature altissime e tempi di confinamento infiniti, così il prodotto è un innocuo elio.
Ma le forze che abbiamo a disposizione sulla terra: campi magnetici fortissimi, raggi laser, non sono abbastanza per l’idrogeno. E allora bisogna usare degli isotopi più pesanti deuterio e trizio (con numero di neutroni doppio o triplo) che sono molto più reattivi. E possiamo anche limitarci a vincere la repulsione elettrica, fino al punto di vicinanza in cui la forza forte terrà insieme le particelle.
Solo che qui cominciano i guai, perché:
- l’80% del prodotto sono fasci di neutroni ad alta energia che danneggiano le strutture, producono scorie radioattive, generano forti danni biologici e, dulcis in fundo, potenzialmente plutonio 239, ottimo per le bombe.
- più gli inconvenienti dei reattori convenzionali a fissione: l’uso di un combustibile che non esiste in natura, il trizio, che va rigenerato continuamente dal reattore stesso, e assorbimento di energia parassitica che ne riduce drasticamente la produzione (e che quando il processo di fusione è interrotto va prelevato dalla rete); questo implica una dimensione minima di convenienza che supera i 1000 MW
Gli esperimenti in corso stanno arrivando al limite della soglia netta di efficienza, dove l’energia prodotta è maggiore di quella immessa. Ma prima che questo percorso arrivi al livello di prototipi operativi passeranno ancora almeno 10 anni, superando la data limite del 2030. Almeno altri 10 anni per arrivare ad una operatività effettiva, con dei costi enormi e dei risultati inutili ai fini dell’elettricità prodotta: già adesso calcolabile intorno a 1/4 delle energie rinnovabili, per allora a 1/10. (Questo nell’ipotesi che tutto funzioni secondo previsioni, cosa che per gli ultimi impianti nucleari costruiti non è risultata vera: 10 anni in più e costi quadruplicati per le ultime centrali a fissione). E quello che ancora non si sa è quanta energia elettrica potrà essere concretamente ricavata, dato che per ora l’esemplare più grande, ITER a Cadarache, consuma 500 MW per produrre solo neutroni veloci; la seconda parte, dai neutroni all’elettricità, è ancora sperimentalmente indeterminata.
L’esperimento ENI/CFS, analogo a ITER ma con magneti superconduttori, ha le stesse problematiche, anche se i comunicati stampa ignorano tutti i particolari e riportano date il cui unico fondamento è l’ottimismo della volontà.
E poi c’è la seconda trappola: il punto di vista.
Per le industrie l’energia nucleare è una prospettiva entusiasmante: un sacco di soldi da fare nel venderle (con costi di ricerca in larga parte a carico nostro), un sacco di soldi per l’energia immessa in rete (che paghiamo noi).
I costi nascosti, come la gestione degli incidenti e lo smaltimento delle scorie radioattive, sono ovviamente sempre a carico nostro. Lo sa bene la Westinghouse che per aver fatto un contratto dove se ne accollava in parte i costi si è dovuta cautelare con una procedura fallimentare, dato che per due centrali chiuse sono accertati al momento centinaia di miliardi di costi di smaltimento.
In sostanza abbiamo una sola strada per affrontare a testa alta il riscaldamento planetario: le energie rinnovabili. Coi soldi necessari al nucleare se ne costruiscono abbastanza, accumulo incluso, da superarne i limiti di periodicità (l’eolico, i sistemi di accumulo, l’idrogeno da elettrolisi fotovoltaica compensano i limiti del fotovoltaico puro).
Il guaio è che la barca viene condotta da chi per natura guarda al profitto e da chi è educato ad assecondarli, …e per il resto di noi vale il motto ‘burn, baby burn’.
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Fonti del ‘Bulletin of the Atomic Scientists’ , 2017, 2018
https://thebulletin.org/2017/04/fusion-reactors-not-what-theyre-cracked-up-to-be/(Daniel Jassby, Princeton Plasma Physics Lab)
https://thebulletin.org/2018/02/iter-is-a-showcase-for-the-drawbacks-of-fusion-energy/(Daniel Jassby)
Fai clic per accedere a cs-eni-cfs-raggiunto-fusione-confinamento-magnetico.pdf
Questione complessa, e la risposta di Ceccon a Vinci non è da buttar via. Vivendo sull’appennino centromeridionale, vedo tutto intorno fianchi di colli tappezzati da pannelli fotovoltaici, e profili di altri colli punteggiati da paloni con eliche. Mi preoccupano soprattutto i campi sottratti all’agricoltura o al bosco per una distesa di pannelli che inaridisce senz’altro il terreno sottostante. (Senza contare il problema dello smaltimento dei pannelli di qui a pochi anni.) E’ un vero dolore! Il mercato fa vendere o affittare quelle buone terre (o mediocri, comunque utilizzabili a patate o a bosco): sempre interesse economico distruttivo (dei piccoli!) è!
E sui profili delle colline si incastrano gli uccelli migranti.
Davvero non so che dire, se non che i cambiamenti “tecnoscientifici” hanno da un pezzo seguito gli interessi economici di parti limitate (e prevalenti) della società. Accettare che facciano? Controllare come, chi lo potrebbe? Il lungo tempo necessario è un criterio consistente? Certo che… se la cosa riuscisse: energia abbondante e senza scorie, be’…
piccolo problema: abbiamo 9 anni, poi sarà troppo tardi….
poi come tutte le cose ci sono modi intelligenti e modi stupidi per farle; e in genere quelli dettati dal profitto sono stupidi; nella fattispecie se facciamo in modo intelligente un calcolo c’è, che occupa con pannelli il 10% delle aree agricole dismesse oltre ai tetti, pale eoliche nei passi ventosi e al largo delle coste, pompe di calore nel terreno e ci basta per tutto il fabbisogno. Ma anche qualche pala sui crinali non disturba…mi disturba molto di più dover sopportare 14° in cima al Rosa il 1° Gennaio e 51° ad Agosto in Calabria.
Quindi forziamo scelte intelligenti ma per carità non facciamo le damigelle schizzinose che muoiono affogate piuttosto di sporcare le scarpine.
Sarei io la damigella schizzinosa? Piuttosto della vecchia carampana che sono in realtà? Le aree agricole dismesse… ma dove? Comprando cibo da dove? Invece sorvoli sull’affitto o vendita di terreni *al sole* (se no niente pannelli) sempre per interessucci di piccoli proprietari…Non ci sono pasti gratis in ogni caso.
cara Cristiana, per quanto mi allieti l’idea di vederti nelle vesti di damigella che balla la quadriglia per evitare le pozzanghere, il discorso era rivolto altrove: non solo zone agricole dismesse in Italia ce ne sono a bizzeffe secondo gli ultimi censimenti (i calcoli di cui parlo son recentissimi, ma l’abbandono dei campi dagli anni 50 in poi è proseguito vertiginoso, tanto che i boschi si son ripresi zone che sembravano inaridite), ma quelle che tu vedi forse sui campi vicini sono quelle che chiamavo le scelte stupide. E vorrei chiarire che non è astio anticapitalistico ma un semplice termine scientifico: se tu quando fai un’opera massimizzi solo il profitto (o il risparmio o altra quantità monetaria) non potrai mai fare un’opera ben fatta, che massimizzi anche la vista, l’ambiente, il benessere, l’assetto idrogeologico…..in Italia queste variabili non entrano mai in senso positivo, ma solo negativo, ovvero come vincoli (quando rispettati), il che preclude l’ottimizzazione (oltre che teorema è anche semplice buon senso). Ma spazio per scelte intelligenti ce n’è a iosa…purchè si voglia. E laddove non si vuole in genere è perchè dio acceca chi vuol perdere…e anche tutti quelli che si trovano sfortunatamente sul suo cammino. Non guardando facebook (per semplice prudenza) non so a quale di queste categorie appartenga Ceccon
“Non guardando facebook (per semplice prudenza)” ( Di Marco)
En passant. Eccessiva prudenza! Il buono e il peggio stanno in FB in proporzioni più o meno simili a quelle che ritroviamo in altri contenitori comunicativi ( TV, Giornali, cinema, Ecc.). E’ cultura di massa: ambivalente quanto quella d’élite. Poi c’è chi ogni giorno deve prendere i mezzi pubblici affollati e chi viaggia solo in auto privata.
Oggi ascolto a ora di pranzo un sostenitore (con occhi azzurri) contro un banale occhi marroni Benelli, pro e contro non solo la fissione ma pure la fusione dell’atomo.
*Segno che la tv sta sul pezzo.*
(Il colore degli occhi è analogia metonimica della suggestione maschile, a tutte e tutti, quanto alle opinioni da suggerire, anche nel caso specifico. )
Verso la fine della trasmissione la discussione tra i due viene… rimandata a una fase successiva ché ora non c’è spazio.
Ottimo, no?
Mi pare, per dire come mi oriento, che si tratti di tempi e spazi: 1. a quando la fusione? 2. Con quali capitali?
Invece la fissione è a breve disponibile.
Per chi sostiene una pluralità di fonti energetiche: non solo accordi con Russia, politicamente complicati (ma anche non farci sottrarre gas dall’altro lato dell’Adriatico) il piccolo nucleare pare essere soluzione di breve periodo.
Breve periodo, lungo periodo: differenze di investimenti capitali?
Credo di sì.
credo di no: sulla fissione ‘piccola’ ne parlo nelle pillole, di fusione sopra, e per entrambe vale lo stesso giudizio sommario: grosse fregature. Sia per i soldi che costano, prima, durante e dopo; sia per i danni che entrambe provocano grazie ai neutroni che sparano in giro; sia per il fatto che sono sempre fuori tempo massimo per servire a qualcosa contro il riscaldamento della nostra palla di fango. Il guaio di molte discussioni ‘ufficiali’ anche coi contro è al solito il punto di vista, sempre bene o male appiattito sugli sghei.
Per fessbuck prudenza è il risultato della paura che mi son preso dopo un mese che m’ero iscritto e sono andato a vedere cosa sapeva di me..-
sono convinta degli effetti nefasti di fissione e fusione nucleare per ricavarne energia, per tutte le ragioni a breve e a lungo termine esposte da Paolo…inoltre penso che, se anche non ci fossero, questo ritmo accellerato di consumi e di stili di vita per garantire squilibri di ogni sorta ci sta portando diritti diritti alla follia…scoppiano i cervelli prima ancora del pianeta, è come un serpente che si morde la coda ed è ormai quasi arrivato alla testa. Esistono tecnologie piu’ dolci, eolica, fotovoltaica…, come fonti di energia, accontentiamoci! Se rinunciamo noi a qualcosa e mettiamo la vita al primo posto, una vita piu’ modesta s’intende, forse ci sarà ancora un futuro per le nuove generazioni…Purtroppo le nostre rinunce e pratiche ecologiche, nell’economia globale, risultano efficaci meno di un solletico per un cambiamento di rotta, se i grandi decisori ritornano su scelte distruttive al massimo, già sperimentate purtroppo…Le fonti di energia, anche quelle sporche, almeno lavorano alla luce del sole, se penso agli armamenti silenti, compresi i laboratori per la guerra batteriologica tra le potenze, vedo solo un finale senza ritorno…Nonostante tutto, in me fa capolino la speranza nelle generazioni nuove e future, percio’ oggi avviamo almeno quel poco che possa vagamente promettere loro la sopravvivenza…