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A differenza delle altre tecnologie di fusione nucleare allo studio, la tecnologia HB11 Energy, sviluppata dal professor Heinrich Hora dell’Università del New South Wales (UNSW) di Sydney, non crea alcuna scoria radioattiva e i suoi combustibili sono abbondanti in natura e anch’essi non radioattivi.
Negli ultimi mesi questa tecnologia ha ottenuto una serie di importanti brevetti in Giappone, Cina e Stati Uniti.
“Dopo aver studiato un approccio di fusione laser-boro per oltre quattro decenni alla UNSW, sono entusiasta del fatto che questo approccio pionieristico abbia ora ricevuto brevetti in tre paesi“, ha affermato il prof. Hora.
“Questi brevetti rappresentano la vigilia della campagna di raccolta fondi in fase di semina della HB11 Energy che costituirà la prima società di fusione commerciale dell’Australia e l’unico approccio al mondo incentrato sulla reazione sicura dell’idrogeno-boro mediante laser.”
L’approccio di fusione al quale stanno lavorando numerosi consorzi internazionali (in primis l’ITER) prevede di riscaldare un combustibile composto da deuterio e trizio ben oltre la temperatura del sole (quasi 15 milioni di gradi Celsius). Invece di riscaldare il combustibile, la fusione dell’idrogeno-boro dell’HB11 si ottiene usando due potenti laser i cui impulsi applicano forze precise non lineari per comprimere i nuclei.
“Il trizio è molto raro, costoso, radioattivo e difficile da conservare. Le reazioni alla fusione che impiegano il deuterio-trizio producono neutroni dannosi e creano rifiuti radioattivi che devono essere smaltiti in modo sicuro. Ho a lungo favorito la combinazione di idrogeno e boro B-11, economici ed abbondanti in natura. La fusione di questi elementi è la combinazione di carburante ideale“.
Il professor Hora spiega come la maggior parte delle altre fonti di produzione di energia, come carbone, gas e nucleare, si affidano al riscaldamento di liquidi come l’acqua per azionare delle turbine. Al contrario, l’energia generata dalla fusione idrogeno-boro si converte direttamente in elettricità consentendo generatori molto più piccoli e più semplici.
La tecnologia
La fusione idrogeno-boro 11 (HB11, nota anche come fusione protone-boro) è sempre stata considerata la reazione di fusione definitiva. Non crea scorie radioattive e i suoi combustibili sono abbondanti in natura e non radioattivi.
Pochi ricercatori avevano studiato questa reazione poiché era considerata scientificamente troppo difficile, dato che le temperature necessarie per innescare la reazione erano oltre 100 volte superiori a quella del sole.
Fisico teorico ed esperto di laser ed energia di fusione, il professor Heinrich Hora, ha spiegato fin dagli anni ’60 che potrebbe esserci un mezzo alternativo per ottenere la reazione di fusione senza alte temperature (decine di milioni di gradi C) con un approccio che utilizza laser ad alta potenza. All’epoca la tecnologia laser era agli inizi e le proprietà laser richieste non esistevano ancora.
Tutto è cambiato radicalmente dopo che Donna Strickland e Gerard Mourou hanno messo a punto il laser “Chirped Pulse Amplification” (CPA) nel 1985 presso il Laboratory for Laser Energetics dell’Università di Rochester. Questo esperimento ha orientato lo sviluppo della tecnologia laser ad alta potenza, che ha recentemente raggiunto i requisiti previsti da Hora per ottenere la reazione HB11. (Strickland e Mourou hanno vinto nel 2018 il premio Nobel per la fisica).
Dal 2005, ci sono state diverse misurazioni delle reazioni di fusione dell’HB11 innescate dai laser CPA che convalidano la previsione di Hora degli anni ’60. Inaspettatamente, molti di questi esperimenti hanno osservato tassi di reazione molto più alti del previsto, il che è stato spiegato come una reazione a catena o “valanga”. Questo è importante in quanto è un mezzo con cui la reazione HB11 può raggiungere la più grande sfida tra tutti gli approcci di fusione, ovvero ottenere un guadagno di energia netta.
Il concetto di HB11 Energy è stato riportato per la prima volta in una pubblicazione di Hora, Mourou e altri. È radicalmente diverso dal focus della comunità di ricerca sulla fusione degli ultimi 70 anni, che mirano tutti a generare fusione tramite “equilibrio termico”, riscaldando i combustibili a decine di milioni di gradi C per ottenere l’accensione. Le sfide dell’utilizzo di questo approccio hanno portato a progetti di fusione che coinvolgono i più grandi e complessi esperimenti scientifici nel mondo (come NIF e ITER), enormi investimenti (miliardi di dollari) e riradi sempre più consistenti. Oltrettutto non hanno mai raggiunto il “pareggio”, in cui viene generata una produzione di energia più elevata di quella immessa per l’accensione.
Al contrario, il concetto HB11 offre una semplice alternativa in quanto non richiede combustibili per riscaldamento a temperature così eccessive, quindi non dovrà affrontare lesfide tecniche e ingegneristiche degli altri approcci. Poiché converte l’energia nucleare direttamente in elettricità, l’impianto può essere molto più piccole in quanto non necessita di turbine a vapore e generatori.
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