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Economia
Reazioni nucleari a bassa temperatura: la rivoluzione dell'energia atomica

Nucleare e fusione a freddo: parla Francesco Celani, fisico e ricercatore

Dottor Celani, dieci giorni fa la rivista Nature ha pubblicato un articolo molto interessante su un esperimento di cavitazione acustica di polvere di titanio deuterato realizzato in Florida, che potrebbe riaprire i giochi sul fenomeno della fusione fredda o meglio sulle reazioni nucleari a bassa temperatura/energia note come LENR. Di cosa si tratta?

E’ l’ennesima riprova che in situazioni di forte non-equilibrio termodinamico, come quello generato da ultrasuoni (nello specifico a 20 kHz) si manifesta un significativo aumento dell’energia specifica (di 17-18 ordini di grandezza). Nella fattispecie, quando un numero elevato di atomi deuterio (isotopo naturale non radioattivo dell’Idrogeno) interagisce con il reticolo cristallino del titanio, si possono creare zone fortemente ordinate, chiamate domini di coerenza che, in risposta a  un disturbo successivo di  deuterio,   reagiscono  in maniera  collettiva  dando  luogo a una  massiccia  emissioni di neutroni.

Quali sono le novità di questo esperimento rispetto ad altri lavori che in diversi paesi sono continuati dal 1989 in poi? Quali sono gli obiettivi che questa linea di ricerca si propone di dimostrare?

          Gli aspetti principale sono tre:

  1. elevata riproducibilità, pur nella complessità dell’esperimento descritto che ha, per ora, unicamente interesse accademicomostrare cioè la possibilità di un guadagno energetico intrinseco di 17-18 ordini di grandezza.
  2. valore estremamente elevato del flusso di neutroni emessi rispetto al fondo ambientale del loro laboratorio: un “guadagno” tipicamente di oltre 100 volte.
  3. indicazione precisa di una via per incentivare esperimenti finalizzati a ottenere eccessi di energia termica utilizzando al posto del più caro palladio leghe a basso costo a base di rame nichel, come la costantana.

Quali sono i paesi maggiormente interessati in questo ambito di ricerca e perché? Qual è la situazione in Europa?

I paesi storicamente più attivi sono stati: Giappone, USA, ex_URSS, Cina, India, Italia, Francia, Taiwan.

Motivo della attenzione sono le enormi potenzialità di tali ricerche: ridottissimo impatto ambientale, basso costo operativo, semplicità costruttiva dei possibili reattori, possibilità di uso domestico (“un reattore per famiglia”).

Attualmente vi è in Europa un progetto congiunto -Clean HME- (Hydrogen Metal Energy) prolungato al 31 Gennaio 2025. Finanziamento totale: 6 milioni di euro, suddiviso tra 15 esperimenti -pubblici/privati- che coinvolgono 100 ricercatori.

In questi anni lei ha continuato a mantenere un presidio importante in questa linea di ricerca presso i laboratori di Frascati dell’INFN. Quali sono le caratteristiche della linea di ricerca del gruppo da lei guidato? Che cosa state cercando e che cosa sperate di ottenere?

Anche il nostro gruppo di ricerca ha seguito la falsa-riga di quanto fatto dai gruppi di lavoro che ritenevamo più affidabili ed efficienti. In pratica, ci siamo spostati dalla ricerca che privilegiava la rivelazione di fenomeni nucleari, a quella dedicata allo sviluppo di metodologie atte a produrre situazioni di non equilibrio termodinamico per ottenere effetti termici -AHE- ( Anomalous Heat Effect), prima a temperature minori di 100 °C, tramite sistemi elettrolitici, successivamente fino a temperature prossime a 900 °C con sistemi gassosi, esiti che sono diventati in breve di pubblico dominio.

Quindi, abbiamo sviluppato un reattore molto semplice, utilizzante idrogeno come gas attivo (basso costo), costantana come “contenitore”, generatori di impulsi dal costo limitato (400 €), reattori dimostrativi in vetro commerciale.

Più recentemente ci siamo focalizzati nello sviluppo di un nuovo materiale, da utilizzare come “supporto”, più resistente a elevate temperature.

I primi risultati sono confortanti: si dovrebbe ottenere un reattore più facilmente utilizzabile e più robusto. L’obiettivo finale, che ovviamente prevede un lungo, intenso e costoso lavoro di ottimizzazione, anche tecnologico/industriale/economico del processo, è quello di ottenere un COP (cioè guadano netto effettivo) molto maggiore di 3.

Le applicazioni per la vita del “cittadino qualunque” vanno ricercate nella linea di ricerca AHE, iniziata principalmente in Giappone (ivi tenuta attiva costantemente) grazie alla estrema lungimiranza, ed indubbio coraggio, della loro classe dirigente a livello accademico, industriale, governativo.

Anche alcuni esperimenti in USA, in ambito industriale privato (ivi compreso lo Anthropocene Institute, fondato da Carl Page, fratello di Larry, cioè Google), sono promettenti.

Per concludere, pur nella nostra “cronica” difficoltà nel reperimento di fondi adeguati, siamo abbastanza fiduciosi che i risultati che stiamo ottenendo possano essere di reale utilità sia ad altri colleghi, che a quella parte dell’umanità attenta alla riduzione degli inquinamenti a tutti i livelli.

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