Fusione nucleare: differenze tra le versioni
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[[File:Deuterium-tritium fusion
{{Cita libro
|autore=J.K. Shultis, R.E. Faw
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|isbn=0-8247-0834-2
}}</ref>]]
In [[chimica nucleare]] e in [[fisica nucleare]], la '''fusione nucleare''' è una [[reazione nucleare]] nella quale i [[nucleo atomico|nuclei]] di due o più [[atomo|atomi]] si fondono tra loro formando il nucleo di un [[elemento chimico]] più pesante.
Perché la fusione sia possibile i nuclei devono essere avvicinati tra loro, impiegando una grande quantità di [[energia chimica]] per oltrepassare la barriera di [[forza elettromagnetica|repulsione elettromagnetica]]. La fusione degli elementi fino ai [[Numero atomico|numeri atomici]] 26 e 28 ([[ferro]] e [[nichel]]) è una [[Processo esotermico|reazione esotermica]], cioè emette [[energia termica]] (o calore),<ref name="bulletin1950">Hans A. Bethe, ''The Hydrogen Bomb'', Bulletin of the Atomic Scientists, April 1950, page 99. Fetched from [http://books.google.com/books?id=Mg4AAAAAMBAJ&pg=PA112&lpg=PA112&dq=ussr+could+have+conquered+france&source=bl&ots=F_upfY8NZU&sig=2QD5FDcomZ5JZCISQdmo34E4dNY&hl=en&ei=nbOsTcLWD6nYiALRx8jvDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CCIQ6AEwAjgK#v=onepage&q&f=false books.google.com] on 18 April 2011.</ref> poiché il nucleo prodotto dalla reazione ha massa minore della somma delle masse dei nuclei reagenti. Per i metalli di transizione con numeri atomici superiori al 28 la reazione invece è [[reazione endotermica|endotermica]], cioè la quantità di energia termica assorbita è maggiore di quella rilasciata. Alcune reazioni (in primo luogo quelle con una soglia di energia più bassa, come la fusione di [[deuterio]] e [[trizio]]) determinano il rilascio di uno o più [[neutroni]] liberi; questo crea, nella prospettiva dello sfruttamento come fonte di energia, alcuni importanti problemi tecnologici legati alla [[attivazione neutronica]] e alla [[schermatura]].
Un processo di fusione nucleare in natura, detto [[nucleosintesi stellare]], ha luogo al centro delle [[Stella|stelle]]: si tratta di una serie di [[Reazione esotermica|reazioni esotermiche]] in cui nuclei di idrogeno (principalmente deuterio e trizio) si fondono tra loro per formare gli isotopi dell'[[elio]]. Tale processo emette una notevole quantità di [[energia radiante]] e di calore, facendo risplendere le stelle nel buio del cosmo ed evitandone il [[collasso gravitazionale]].
La fusione è stata per la prima volta prodotta artificialmente negli [[anni 1950|anni cinquanta]] per amplificare la potenza di una [[bomba atomica]]: questo tipo di ordigni è stato chiamato [[Bomba all'idrogeno|bomba H]]. A partire dagli [[anni 1960|anni sessanta]], sono stati eseguiti molti esperimenti per sfruttare l'energia prodotta dalla fusione, in primis per produrre energia elettrica. I [[reattore nucleare a fusione|reattori nucleari a fusione]] sono ancora in corso di progettazione e di costruzione; si crede che il lavoro verrà concluso intorno al 2060. Il giorno 13 dicembre 2022 il [[Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti d'America|Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti]] ha annunciato la prima reazione di fusione nucleare che ha prodotto più energia di quella utilizzata.
== Storia ==
Partendo dagli esperimenti sulla [[Trasmutazione|trasmutazione dei nuclei]] di [[Ernest Rutherford]], condotti all'inizio del [[XX secolo]], la fusione in laboratorio di [[Isotopi dell'idrogeno|isotopi pesanti dell'idrogeno]] fu realizzata per la prima volta da [[Mark Oliphant]] nel 1932: nello stesso anno [[James Chadwick]] scoprì la particella [[neutrone]]. Durante il resto di quel decennio gli stadi del ciclo principale della fusione nucleare nelle stelle furono ricavati da [[Hans Bethe]]. Le ricerche sulla fusione per scopi militari cominciarono all'inizio degli [[anni 1940|anni quaranta]]
nell'ambito del [[Progetto Manhattan]], ma questo fu realizzato solo nel 1951 (nelle esplosioni nucleari dell'[[Operation Greenhouse]]). La fusione nucleare fu impiegata per fini bellici per la prima volta il 1º novembre dell'anno [[1952]], nel corso dell'esplosione della [[bomba H]] chiamata in gergo ''[[Ivy Mike]]''.
Le ricerche sullo sviluppo della [[Energia da fusione|fusione termonucleare controllata]] per scopi civili cominciarono in modo sistematico negli [[anni 1950|anni cinquanta]], e continuano ancora oggi. Tra gli altri, nel 2021 sono in corso alcuni progetti con l'obiettivo di dimostrare la tecnologia: [[ITER]]<ref name=ITER>
{{Cita web
|autore=
|data=
|titolo=Progress in Fusion
|url=
|editore=[[ITER]]
|accesso=15 febbraio 2010
}}</ref>, [[SPARC (tokamak)|SPARC]], [[DEMO]] e [[ARC fusion reactor|ARC]].
In [[Italia]], l'[[ENEA]] sta studiando la possibilità di realizzare un reattore a fusione nucleare controllata con confinamento magnetico, del tipo più tradizionale, il tipo ''[[tokamak]]''. Tale tecnologia ha avuto un drastico miglioramento grazie agli esperimenti condotti nei seguenti laboratori: [[Experimental Advanced Superconducting Tokamak]] (fusione di circa 20 minuti), [[Joint European Torus]] (nel 1997 ha raggiunto un guadagno netto di 59 megajoule in un singolo esperimento) e il [[ National Ignition Facility]] (che nel dicembre 2022 ha prodotto con un raggio laser da 2.05 MJ una energia netta di 3.15 megajoule).<ref>{{cita web|url=https://scenarieconomici.it/i-tre-esperimenti-di-fusione-nucleare-che-stanno-rendendo-possibile-la-fusione-nucleare-commerciale/|titolo= I tre esperimenti di fusione nucleare che stanno rendendo possibile la fusione nucleare commerciale}}</ref>
== Descrizione ==
===
[[File:RxDT-DD-DHe3.jpg|miniatura|upright=1.8|[[Sezione d'urto|Sezioni d'urto]] medie (tasso di reazione) per le seguenti reazioni: deuterio-deuterio (D-D), deuterio-trizio (D-T), deuterio-elio-3 (D-He<sup>3</sup>), trizio-trizio (T-T). La [[energia di soglia|soglia]] per la reazione D-T il picco è a circa
I dati da cui il grafico è stato tratto sono stati ottenuti dal ''NRL Plasma Formulary'' (pagina 45). il ''NRL Plasma Formulary'' può essere scaricato all'indirizzo https://web.archive.org/web/20090901213536/http://wwwppd.nrl.navy.mil/nrlformulary/NRL_FORMULARY_09.pdf]]
(D è il simbolo convenzionale per il [[deuterio]]
Per la realizzazione di [[Reattore nucleare a fusione|reattori a fusione]], il primo problema è stato finora quello di individuare reazioni aventi una bassa temperatura (tecnicamente si parla di [[energia di soglia]]).
Il primo pensiero chiaramente è naturalmente andato all'imitazione della natura: sappiamo che la fusione è la fonte di energia delle [[stella|stelle]], tra cui il [[Sole]], in cui il gas caldo è tenuto confinato e coeso dalla loro stessa forza di gravità, come è stato spiegato nei paragrafi precedenti. Le reazioni delle stelle però hanno purtroppo temperature di soglia troppo alte per la resistenza dei materiali attuali e la capacità di tenere il plasma confinato e coeso.
Le reazioni che verranno impiegate hanno una temperatura più bassa di quelle standard nelle stelle (reazione deuterio-deuterio e [[ciclo del carbonio-azoto-ossigeno]]):
(<sup>4</sup>He [[elio-4]], <sup>3</sup>He [[elio-3]])
reazione artificiale standard: D-T (la soglia più bassa, ~
:D + T → <sup>4</sup>He (3,5 MeV) + n (14,1 [[MeV]])
reazione delle stelle: D-D (le due reazioni
:D + D → T (1,01 MeV) + p (3,02 [[MeV]])
:D + D → <sup>3</sup>He (0,82 [[MeV]]) + n (2,45 [[MeV]])
reazione T-T
:T
Altre reazioni interessanti, per la maggior parte aneutroniche:
reazione della fusione aneutronica standard, quella dell'<sup>3</sup>He (soglia di temperatura maggiore di più di tre volte; difficoltà di approvvigionamento dell'<sup>3</sup>He):
:<sup>3</sup>He + <sup>3</sup>He → <sup>4</sup>He + 2 p
:D + <sup>3</sup>He → <sup>4</sup>He (3,6 MeV) + p (14,7 MeV)
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:T + <sup>3</sup>He → <sup>5</sup>He (2,4 MeV) + p (11,9 MeV) (6%)
:p + <sup>6</sup>Li → <sup>4</sup>He (1,7 MeV) + <sup>3</sup>He (2,3 MeV)
:D + <sup>6</sup>Li → 2 <sup>4</sup>He (22,4 MeV)
:<sup>3</sup>He + <sup>6</sup>Li → 2 <sup>4</sup>He + p (16,9 MeV)
reazioni
:
:
:p + <sup>11</sup>B → 3 <sup>4</sup>He (8,7 MeV)
=== Reazione artificiale ===
La reazione da decenni (di gran lunga) più studiata, per utilizzare la fusione in un reattore di una centrale per produrre energia elettrica, è la fusione deuterio-trizio (D-T), perché è quella che richiede la temperatura più bassa.Tipicamente, questa reazione ha una temperatura di soglia di circa 200 milioni di [[Temperatura|gradi]]. In realtà, in gergo tecnico la temperatura viene espressa in [[Elettronvolt|kiloelettronvolt]]: 200 milioni di gradi sono uguali a 20 keV (per effettuare questa conversione bisogna moltiplicare per la [[costante di Boltzmann]]). Lo svantaggio della reazione standard D-T, la più fredda, è la produzione di neutroni a energia molto alta (14,1 MeV): per dare un'idea, circa 7 volte l'energia standard di un neutrone veloce da fissione, che corrisponde a quello prodotto dalla reazione di fissione nucleare dell'[[uranio 235]]. Il problema dei neutroni veloci è che essendo privi di carica non possono essere confinati da un [[campo magnetico]], ma a differenza dei [[neutrini]] i neutroni interagiscono in modo molto pesante con la materia. I neutroni in particolare tendono a rendere radioattivi gli [[acciaio|acciai]], il [[cemento armato]], e altri materiali strutturali convenzionali, trasformando gli [[elementi chimici]] che contengono: il fenomeno è chiamato '''[[attivazione neutronica]]'''. La presenza di neutroni veloci rende quindi necessario l'impiego di schermature molto pesanti (tipicamente [[piombo]] o [[cemento armato]]). Questo è uno dei principali problemi per un reattore a deuterio-trizio, come [[ITER]]. I neutroni d'altra parte sono una fonte di calore interna alle pareti del reattore, che viene sfruttata nella produzione di energia elettrica. Inoltre, i neutroni vengono utilizzati per produrre il trizio attraverso reazioni di [[cattura neutronica]] del litio, facendo scorrere dietro le pareti del plasma del litio o una lega litio-piombo in cui il piombo scherma verso l'esterno e contribuisce a moltiplicare i neutroni veloci, aumentando il tasso di conversione del litio in trizio.
=== Reazione aneutronica ===
{{Vedi anche|Fusione aneutronica}}
La fusione <sup>3</sup>He + D è la rappresentante tecnologicamente più importante delle ''fusioni aneutroniche''.
La sua temperatura di soglia per la reazione <sup>3</sup>He + D è stata misurata essere intorno ai 580 milioni di gradi (50 keV), e quella della D-T è a 175 milioni di gradi (15 keV): l'aumento di temperatura risulta circa 3,3 (vedere la figura precedente con le curve delle probabilità di reazione alle varie temperature).
Questa reazione potrebbe diventare interessante come alternativa al T+D, ma sarebbe necessario l'aumento di più di 6 volte dell'intensità di [[campo magnetico]], e quindi della capacità di confinamento, che potrebbe essere offerto da [[elettromagnete|elettromagneti]] che impiegano la tecnologia dei [[superconduttori ad alta temperatura]].
Questi sarebbero naturalmente molto più capaci di tenere confinato e coeso il plasma rispetto per esempio ai magneti superconduttori a bassa temperatura, che danno un campo intorno a 1 [[Tesla (unità di misura)|tesla]] per il reattore ITER di riferimento in Provenza. In effetti, un plasma di <sup>3</sup>He e D attorno ai 580 milioni di gradi produce anche fusioni secondarie di tipo D+D, che sono neutroniche: lo si può notare dalla vicinanza delle curve delle reazioni <sup>3</sup>He +D e D + D in questa regione di temperatura. I neutroni della reazione standard D + T hanno infatti un'energia molto alta, circa 7 volte quella dei neutroni generati dalla fissione standard dell'uranio 235, e quindi sono molto più penetranti. Invece, i neutroni lenti del D + D sono meno, e sono penetranti in modo simile a quelli della fissione standard siccome hanno un'energia simile; infine, attivano molto meno i materiali strutturali del reattore e quindi pongono meno problemi per lo schermaggio e lo smaltimento.
Purtroppo, le due fusioni aneutroniche più studiate in passato per fini militari sono state quella dell'elio-3 col trizio, e quella del litio-6 col deuterio.
=== Reazione delle stelle ===
Ci sono studi che esplorano le possibilità di sfruttamento pacifico della reazione che avviene nelle stelle, quella deuterio-deuterio (D-D), che nel 50% dei casi produce neutroni con un'energia nettamente più bassa (2,5 MeV circa). La temperatura di soglia della reazione è però ancora più elevata che nel caso <sup>3</sup>He + D, per cui anche con i nuovi magneti basati sui [[superconduttore ad alta temperatura|superconduttori ad alta temperatura]] si pensa che non sia raggiungibile nell'orizzonte di qualche decina di anni.
=== Cinetica delle reazioni ===
Nella fusione nucleare il nuovo nucleo e il neutrone liberato hanno una massa totale minore della somma delle masse dei nuclei reagenti, con conseguente liberazione di un'elevata quantità di [[energia]], principalmente energia cinetica dei prodotti della fusione, secondo la relazione tra la [[massa (fisica)|massa]] e l'[[energia]] stabilita dalla [[Relatività ristretta|teoria della relatività ristretta]]:
[[E=mc²|''E'' = ''mc''<sup>2</sup>]]
in cui ''E'' è l'energia, ''m'' la massa e ''c''<sup>2</sup> il quadrato della [[velocità della luce]] nel vuoto.
Affinché avvenga una fusione, i nuclei devono essere sufficientemente vicini, in modo che la [[forza nucleare forte]] predomini sulla repulsione coulombiana (i due nuclei hanno [[carica elettrica]] positiva, si respingono): ciò avviene a distanze molto piccole, dell'ordine di qualche [[femtometro]] (10<sup>−15</sup> metri). L'energia necessaria per superare la repulsione coulombiana può essere fornita ai nuclei portandoli ad altissima [[pressione]] (altissima [[temperatura]], circa 10⁷ [[kelvin]], e/o altissima [[densità]]).
La fusione nucleare, nei processi terrestri, è usata in forma incontrollata per le [[bomba H|bombe a idrogeno]] e in forma controllata nei ''[[Reattore nucleare a fusione|reattori a fusione termonucleare]]'', ancora in fase sperimentale.
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== Applicazioni ==
===
{{Vedi anche|Reattore nucleare a fusione|Energia da fusione}}
Negli ultimi sessant'anni è stato profuso un notevole sforzo teorico e sperimentale anche per mettere a punto la [[Energia da fusione|fusione nucleare]] per scopi civili anziché bellici ovvero per generare elettricità e anche come sistema di propulsione per [[razzo|razzi]], potenzialmente molto più efficiente e a molto minore [[impatto ambientale]] sia dei [[reattore nucleare a fissione|reattori nucleari a fissione]], o della produzione centralizzata di energia convenzionale rappresentata principalmente da [[centrali termoelettriche]] e [[centrali idroelettriche]].
Il problema principale dagli anni '60 ad ora, e probabilmente anche per il prossimo futuro, è rappresentato dalla difficoltà di raggiungere un bilancio energetico positivo del reattore. Ad oggi, infatti, non si è ancora riusciti a costruire un reattore che produca normalmente durante il suo funzionamento in continuo più energia elettrica di quanta ne consumi per alimentazione dei magneti e sistemi ausiliari. Una volta raggiunto il bilancio energetico positivo, poi, bisognerà assicurarsi anche un bilancio economico positivo. Il parametro principale che i tecnici usano per valutare la positività del bilancio energetico di un reattore è il ''[[criterio di Lawson|parametro di Lawson]]''.
Al momento, il reattore più avanzato a fusione è [[ITER]]:<ref name=ITER/> un reattore a fusione termonucleare (basato sulla configurazione di tipo [[tokamak]]). ITER è un progetto internazionale cooperativo tra [[Unione europea]], [[Russia]], [[Cina]], [[Giappone]], [[Stati Uniti d'America]], [[Corea del Sud]] e [[India]]. ITER però non è ancora il prototipo di centrale di produzione di energia elettrica ma solo una macchina sperimentale destinata a dimostrare di poter ottenere le condizioni di [[Fattore di guadagno energetico da fusione|guadagno energetico]] necessarie. [[DEMO]] è invece il prototipo di centrale in fase di studio dagli stessi partecipanti al progetto ITER.<ref>[https://www.iter.org/proj/iterandbeyond ITER & Beyond<!-- Titolo generato automaticamente -->] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120922162049/http://www.iter.org/proj/iterandbeyond |data=22 settembre 2012 }}</ref>
Il progetto SPARC della [[Commonwealth Fusion Systems]], di cui [[Eni]] è maggiore azionista, ha l'obiettivo di realizzare un reattore sperimentale a fusione più compatto ed economico rispetto a quello di ITER. Nel settembre 2021 è stato testato un prototipo per dimostrare che è possibile realizzare una camera di fusione in cui il confinamento del plasma è assicurato da magneti superconduttori ad alta temperatura<ref name="wired.it">{{cita web|url=https://www.wired.it/scienza/energia/2021/09/08/fusione-confinamento-magnetico-eni-cfs/|titolo=Fusione a confinamento magnetico, Eni annuncia il successo del test di Cfs}}</ref>.
==== Confinamento magnetico ====
{{vedi anche|Fusione a confinamento magnetico}}
Un [[plasma (fisica)|plasma]] è costituito da particelle cariche, e può quindi essere confinato da un appropriato [[campo magnetico]]. Sono noti molti modi di generare un campo magnetico in grado di isolare un plasma in fusione; tuttavia, in tutte queste configurazioni, le particelle cariche che compongono il plasma interagiscono inevitabilmente con il campo, influenzando l'efficienza del confinamento e riscaldando il sistema. Due sono le geometrie che si sono rivelate interessanti per confinare plasmi per fusione: lo [[specchio magnetico]] e il ''toro magnetico''. Lo specchio magnetico è una configurazione "aperta", cioè non è chiusa su se stessa, mentre il [[Toro (geometria)|toro]] (una figura geometrica a forma di "ciambella") è una configurazione chiusa su se stessa intorno a un buco centrale. Varianti del toro sono le configurazioni ''sferiche'', in cui il buco al centro del toro è di dimensioni molto ridotte ma pur sempre presente.
Ognuno di questi sistemi di confinamento ha diverse realizzazioni, che differiscono tra loro nell'enfatizzare l'efficienza del confinamento o nel semplificare i requisiti tecnici necessari per la realizzazione del campo magnetico. La ricerca sugli specchi magnetici e su altre configurazioni aperte (bottiglie magnetiche, [[pinch lineare|"pinch" lineari]], cuspidi, ottupoli, ecc.) ha avuto un grande sviluppo negli anni [[1960]]-[[1970]], poi è stata abbandonata per le inevitabili perdite di particelle agli estremi della configurazione.
Invece, una variante dei sistemi toroidali, il ''[[tokamak]]'', è risultato essere una soluzione inizialmente più semplice di altre per un'implementazione da laboratorio. Ciò, assieme a una prospettiva remunerativa futura, l'ha reso il sistema su cui la ricerca scientifica in questo settore ha mosso i suoi passi più significativi. Attualmente il più promettente esperimento in questo campo è il progetto [[ITER]]. Esistono comunque delle varianti di configurazioni toroidali, come lo [[stellarator]] (che è caratterizzato dall'assenza di un circuito per generare una [[corrente elettrica|corrente]] nel plasma) e la [[Reversed field pinch|strizione a campo rovesciato (Reversed-field pinch)]].
Nel 2009 usando la macchina RFX a Padova è stato dimostrato sperimentalmente che, in accordo con quanto previsto da un modello matematico, si può migliorare il confinamento dando al plasma presente nel Reversed Field Pinch una forma a elica.<ref>[https://oloscience.blogspot.com/2009/07/fusione-nucleare-audio-intervista.html Fusione nucleare: Audio-intervista a Francesco Gnesotto, direttore del Consorzio RFX di Padova.]</ref>
Il 5 settembre 2021 l’azienda americana [[Commonwealth Fusion Systems]] ha testato con successo un prototipo in scala 1:1 di un magnete basato su [[Superconduttività|superconduttori]] HTS (High Temperature Superconductors). L'esperimento ha dimostrato per la prima volta che è possibile realizzare una camera di fusione in cui il confinamento del [[Plasma (fisica)|plasma]] è raggiunto attraverso questo tipo di supermagneti. Questa tipologia di camera di fusione potrà consentire la realizzazione di un [[Reattore nucleare a fusione|reattore]] sperimentale, denominato SPARC, molto più piccolo rispetto agli altri prototipi ora in sviluppo<ref name="wired.it" />. I dati raccolti da SPARC permetteranno di realizzare ARC, il primo impianto pilota industriale in grado di raggiungere le temperature necessarie per rendere possibile la fusione controllata di deuterio e trizio. Secondo le previsioni di CFS, il reattore SPARC potrebbe entrare in funzione già nel 2025<ref>{{cita web|url=https://www.ilsole24ore.com/art/nucleare-pulito-eni-inaugura-l-era-fusione-confinamento-magnetico-AEfH1Rh|titolo=Nucleare pulito, Eni inaugura l’era della fusione a confinamento magnetico}}</ref>.
==== Confinamento inerziale ====
{{vedi anche|Fusione a confinamento inerziale}}
Il combustibile nucleare può essere compresso all'ignizione con un bombardamento di fotoni, di altre particelle o tramite un'esplosione.<ref>F. Winterberg "[
Nella [[bomba all'idrogeno]], l'energia sviluppata da una [[bomba atomica|bomba nucleare a fissione]] viene utilizzata per comprimere il combustibile, solitamente un miscuglio di [[deuterio]] e [[trizio]], fino alla temperatura di fusione. L'esplosione della bomba a fissione genera una serie di [[raggi X]] che creano un'onda termica che propagandosi nella testata comprime e riscalda il deuterio e il trizio generando la fusione nucleare.
Altre forme di confinamento inerziale sono state tentate per i reattori a fusione, incluso l'uso di grandi laser focalizzati su una piccola quantità di combustibile, o usando gli ioni del combustibile stesso accelerati verso una regione centrale, come nel primitivo [[fusore di Farnsworth-Hirsch]] o nel fusore [[Polywell]].
=== Boro ===
Nel [[2004]] scienziati russi, diretti da [[Vladimir Krainov|Krainov]], riescono a produrre una reazione di fusione nucleare controllata innescata dal confinamento laser, tra [[Protone|protoni]] (atomi d'idrogeno privi dell'elettrone) e atomi di [[boro]], alla temperatura di 1 [[miliardo]] di [[kelvin]], senza emissione di [[Neutrone|neutroni]] e particelle radioattive, a esclusione di [[particelle alfa]]. Ma l'energia richiesta dal laser supera di molto quella prodotta dalla reazione<ref>[http://lescienze.espresso.repubblica.it LE SCIENZE]:[http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/Fusione_al_laser/1284468 Scienziati russi riescono a produrre una reazione di fusione fra protoni e atomi di boro senza emissione di neutroni e particelle radioattive]</ref><ref>V.P. Krainov [http://epsppd.epfl.ch/London/pdf/O4_24.pdf Laser induced fusion in a boron-hydrogen mixture] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111230064943/http://epsppd.epfl.ch/London/pdf/O4_24.pdf |date=30 dicembre 2011 }}</ref><ref>H. Horaa, G.H. Mileyb, M. Ghorannevissc, B. Malekyniac and N. Azizib [https://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TVF-4WW12VK-4&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1040329634&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=6ea32e64f8df2e0cdb77c24044056bbf Laser-optical path to nuclear energy without radioactivity: Fusion of hydrogen–boron by nonlinear force driven plasma blocks]</ref>.
Nel gennaio 2013, un gruppo di ricercatori italiani e cechi diretti dal Dr. Antonino Picciotto (Micro-nano facility, Fondazione Bruno Kessler, Trento) e dal Dr. Daniele Margarone (Institute of Physics ASCR, v.v.i. (FZU), ELI-Beamlines Project, 182 21 Prague, Czech Republic) hanno ottenuto il record di produzione di particelle alfa (10^9
{{Vedi anche|Bomba all'idrogeno}}
La prima applicazione tecnica della fusione termonucleare, nella seconda metà del [[XX secolo]], fu l'amplificazione di energia di una [[bomba atomica]] ottenuta circondandola con un guscio esterno di idrogeno: questo dispositivo è chiamato [[bomba H]].
Finora questo dispositivo non è mai stato utilizzato su un obiettivo civile, ma solo sperimentato in siti di test svolti dalle grandi potenze della [[guerra fredda]] per lo più durante gli [[anni '50]] e [[anni '60|'60]] del XX secolo negli [[atolli]] dell'[[Oceano Pacifico]], causando la distruzione permanente dei siti (il caso emblematico è l'[[atollo di Bikini]]: dal 1997 l'atollo è stato dichiarato nuovamente abitabile, ma le isole rimangono tuttora disabitate e ci sono grossi rischi per la popolazione), e un incremento sostanziale del [[fondo di radioattività naturale]] nell'intero pianeta durante quegli anni.
==Ricerca==
Il 5 dicembre 2022 un gruppo di ricercatori della [[National Ignition Facility]] presso il [[Lawrence Livermore National Laboratory]] ha realizzato per la prima volta una [[fusione a confinamento inerziale]] con bilancio energetico positivo, i {{M|2,05|u=MJ}} forniti al target hanno infatti generato {{M|3,15|u=MJ}} di energia. Per alimentare i 192 laser, tuttavia sono serviti 300 MJ di energia. Il bilancio energetico complessivo quindi è stato estremamente negativo. <ref>{{Cita web|url=https://www.llnl.gov/news/national-ignition-facility-achieves-fusion-ignition|titolo=National Ignition Facility achieves fusion ignition|sito=www.llnl.gov|lingua=en|accesso=2022-12-14}}</ref> I risultati della ricerca sono stati ufficialmente annunciati il 13 dicembre 2022 a [[Washington]].<ref>{{Cita web|url=https://www.repubblica.it/esteri/2022/12/13/news/fusione_nucleare_cosa_cambia_equilibri_geopolitici-378753206/|titolo=Usa, la svolta della fusione nucleare: “Test riuscito, è la prima volta”|sito=la Repubblica|data=2022-12-13|lingua=it|accesso=2022-12-13}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://www.repubblica.it/green-and-blue/2022/12/13/news/fusione_nucleare_annuncio_stati_uniti-378841273/|titolo=L'annuncio Usa sulla fusione nucleare: "Una svolta ma ci vorranno 30 anni perché diventi realtà"|sito=la Repubblica|data=2022-12-13|lingua=it|accesso=2022-12-13}}</ref>
Al 2024, esistono programmi di ricerca in oltre 50 paesi e il rapporto Fusion Outlook 2023 dell'[[AIEA]] riporta che nel mondo più di 140 macchine per la fusione, frutto di progetti pubblici e privati, sono in funzione, in costruzione o in fase di progettazione.<ref>{{Cita web|url=https://amp24.ilsole24ore.com/pagina/AFABUKrB|titolo=Fusione a confinamento magnetico, l’energia del futuro imita le stelle: sicura, pulita e sostenibile - Il Sole 24 ORE|sito=amp24.ilsole24ore.com|accesso=2024-06-17}}</ref>
== Note ==
Riga 152 ⟶ 170:
* {{en}} Stefano Atzeni and Juergen Meyer-ter-Vehn, ''Inertial Confinement Fusion''. Oxford University Press; 458 + xxi pages (2004). ISBN 0-19-856264-0
* {{en}} Kenro Miyamoto, ''Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion''. Springer Series on Atomic, Optical, and Plasma Physics, 1 edition, 371 pages (July 21, 2005). ISBN 3-540-24217-1
* {{cita libro | cognome= Freidberg| nome= Jeffrey P.| titolo= Plasma Physics and Fusion Energy | editore= Cambridge University Press | città= Cambridge| anno= 2008 | ed= 1| isbn= 978-0-521-73317-5| cid=Fr|| lingua= en}} [https://books.google.it/books?id=Vyoe88GEVz4C&pg=PA87&hl=it&source=gbs_selected_pages&cad=3#v=onepage&q&f=false Google book official by Cambridge University Press]
* ''La falsa partenza della fusione'' di Michael Moyer, su ''Le Scienze'' n. 501, maggio 2010
== Voci correlate ==
* [[Bomba all'idrogeno]]
* [[Bomba nucleare]]
* [[Centrale a fusione]]
* [[Criterio di Lawson]]
* [[Deuterio]]
* [[Fisica del plasma]]
* [[Fusione nucleare fredda]]
* [[fusore di Farnsworth-Hirsch]]
* Fusore [[Polywell]]
* [[Idrogeno]]
* [[IGNITOR]]
* [[Iniettori di neutri per fusione]]
* [[ITER]]
* [[Joint European Torus]] (JET)
* [[Tokamak]]
* [[Trizio]]
== Altri progetti ==
{{interprogetto|
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{cita web | 1 = http://www.fusione.enea.it/ | 2 = Fusione al Centro ENEA di Frascati | accesso = 25 agosto 2010 | dataarchivio = 27 marzo 2015 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20150327010524/http://www.fusione.enea.it/ | urlmorto = sì }}
* {{cita web | 1 = http://www.igi.cnr.it/ | 2 = Consorzio RFX | accesso = 25 agosto 2010 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20090901010034/http://www.igi.cnr.it/ | dataarchivio = 1 settembre 2009 | urlmorto = sì }}
* {{cita web|1=http://www.efda.org/|2=EFDA|lingua=en|accesso=25 agosto 2010|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20140914125632/http://www.efda.org/|dataarchivio=14 settembre 2014|urlmorto=sì}}
* {{cita web|1=http://www.jet.efda.org/|2=JET|lingua=en|accesso=25 agosto 2010|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20090723101818/http://www.jet.efda.org/|dataarchivio=23 luglio 2009|urlmorto=sì}}
* {{cita web|
* {{cita web|
* {{cita web|http://goldbook.iupac.org/N04232.html|IUPAC Gold Book, "nuclear fusion reaction"|lingua=en}}
*{{en}} {{cita web|url=https://wiki.fusion.ciemat.es/wiki/Main_Page|titolo=FusionWiki}}
{{Energia da fusione}}
{{Controllo di autorità}}
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