Gli scienziati creano il plasma con un laser: un passo verso la fusione nucleare?

Gli scienziati dell’Università di Osaka in Giappone hanno utilizzato i laser per creare condizioni magnetiche in laboratorio che assomigliano a quelle sulla superficie del sole. La tecnologia potrebbe essere utilizzata per reattori a fusione nucleare un po’ più vicino.

In occasione EsperienzaCondotto presso l’Institute of Laser Engineering, un dipartimento dell’Università di Osaka, un laser ad alta potenza, il Gekko XII, è stato utilizzato per irradiare un piccolo pezzo di plastica posto sopra un magnete con un campo magnetico debole. Il raggio laser è stato emesso per 500 picosecondi, o due miliardesimi di secondo.

Ciò ha creato un plasma ad alta energia che distorce il debole campo magnetico esistente del magnete. Questo crea una situazione nota come “deflusso di elettroni puri”, un fenomeno molto simile a quello che accade nella magnetosfera terrestre.

tempeste geomagnetiche

Questo fenomeno svolge un ruolo importante in altri fenomeni astrofisici molto più grandi, come le tempeste geomagnetiche sulla superficie solare, affermano gli scienziati. Su una scala così ampia, il fenomeno crea una cosiddetta riconnessione magnetica. Cioè, le linee del campo magnetico “si spezzano” e poi si ricongiungono, rilasciando enormi quantità di energia.

Gli scienziati non sono mai stati in grado di ricreare la riconnessione magnetica in laboratorio, ma i ricercatori di Osaka ritengono che il loro rilascio di elettroni puri sia vicino. Abbastanza vicino per studiare il fenomeno sulla Terra.

Tecnica originariamente progettata per la fusione nucleare

La tecnica potrebbe essere utile anche per studiare qualcosa di più dei fenomeni astronomici. Dopotutto, Gekko XII è stato originariamente progettato per studiare la fusione nucleare, in particolare quella che viene chiamata fusione a confinamento inerziale (ICF).

È una forma di fusione in cui le reazioni vengono innescate comprimendo e riscaldando il combustibile fino a quando non diventa abbastanza caldo nel nocciolo del reattore da fondere insieme i nuclei atomici.

Avendo un migliore controllo sulla dinamica elettronica su piccola scala, il plasma utilizzato in tali reattori a fusione nucleare sarebbe più facile da controllare. controllato potrebbe essere. All’ICF, i moderni reattori di ricerca utilizzano in genere i laser per riscaldare il combustibile.

Il controllo del plasma rimane una grande sfida

Il controllo del plasma è una delle maggiori sfide prima che la fusione nucleare commerciale possa essere raggiunta. Dopotutto, la maggior parte dei reattori di ricerca funziona riscaldando i nuclei atomici, solitamente isotopi dell’idrogeno, a temperature che possono raggiungere più di 100 milioni di gradi Celsius. Queste temperature sono necessarie per fondere i nuclei atomici, rilasciando enormi quantità di energia, che possono quindi essere utilizzate per generare elettricità.

Che si tratti di ICF o di altre forme di fusione nucleare, come tokamak o stellarator, tuttavia, gli scienziati finora non sono riusciti a estrarre più energia da una macchina del genere di quella che non ne hanno inserita in questa. A causa della scoperta degli scienziati di Osaka, potrebbe essere stato compiuto un altro (piccolo) passo verso il cosiddetto ‘Santo Graal dell’energia’.

(jvdh)