La Fondazione Bruno Kessler di Trento tra i protagonisti della nuova frontiera energetica pulita
I ricercatori Antonino Picciotto (Micro-Nano Facility, Centro Materiali e Microsistemi della Fondazione Bruno Kessler – FBK – di Trento) e Daniele Margarone (ELI-Beamlines Institute of Physics of the Czech Academy of Science) – alla guida di un team internazionale di esperti provenienti da sette istituti di ricerca – hanno pubblicato questo mese su una delle principali riviste di settore, Physical Review X, un importante risultato scientifico riguardante la fusione nucleare a confinamento laser.
La reazione nucleare è stata prodotta facendo interagire degli ioni di boro con dei protoni per mezzo di impulsi laser di media intensità, generando così una quantità di energia 100 volte maggiore rispetto ai precedenti esperimenti di questo tipo. Il tutto utilizzando un’intensità laser 1.000 volte inferiore rispetto a quanto fatto in passato, così da avere come risultato una migliore efficienza energetica.
«Tale reazione nucleare – spiega Antonino Picciotto – si può definire pulita in quanto non coinvolge la produzione di neutroni o raggi gamma e quindi possibili scorie radioattive». L’importante risultato è stato ottenuto da una sinergia tra gruppi di ricerca. Da un lato, sono state messe in campo le consolidate tecniche di microfabbricazione della “Clean Room”, il laboratorio del gruppo Micro-Nano Facility, guidato da Pierluigi Bellutti alla FBK, dove sono stati progettati e costruiti bersagli di silicio contenenti grandi quantità di boro e di idrogeno, precursori della reazione. Dall’altro, sono state utilizzate le caratteristiche degli impulsi laser disponibili presso il laboratorio PALS (Prague Asterix Laser System) di Praga dove è stato realizzato l’esperimento nel gennaio 2013.
«Si tratta di un’idea completamente originale e mai realizzata fino ad ora – sottolinea Picciotto -. Per la prima volta abbiamo utilizzato le caratteristiche chimico-fisiche del silicio come materiale ospite per far interagire il boro e l’idrogeno in un plasma creato da impulsi laser. Anche se al momento l’energia utilizzata è ancora molto superiore rispetto a quella prodotta dalla reazione, l’auspicio è che nel prossimo futuro sia possibile innescare reazioni nucleari pulite utilizzando dei piccoli laser da tavolo, i cosiddetti “table top”, e aumentare la resa della reazione. Tale tecnica potrebbe permettere la costruzione di un reattore con produzione di energia pulita. Il nostro esperimento pioneristico potrebbe dare nuova linfa a questo sogno non ancora realizzato».
«La possibilità di ottenere fasci di particelle alfa quasi mono-energetiche sfruttando questo tipo di reazioni – spiega Daniele Margarone, altro autore del lavoro – potrebbe aprire la strada a diverse applicazioni tecnologiche, ad esempio la realizzazione di sistemi di accelerazione di particelle con metodi non convenzionali come quelli che stiamo studiando già da qualche anno nell’ambito del progetto internazionale ELI (Extreme Light Infrastucture), a Praga nella Repubblica Ceca».
