Dall'allegato di "Liberal", anno V, numero 28.
HABITAT/Il futuro è nella fusione fredda (non nell’idrogeno)
di Emilio Spedicato
È noto che a seguito di un referendum (che bloccava la costruzione di nuove centrali ma non impediva di sfruttare quelle già esistenti o in costruzione) l’Italia ha chiuso le poche centrali nucleari esistenti, con costi di decine di miliardi di euro e, per sopperire all’insufficiente produzione di energia elettrica mediante le altre centrali sul proprio territorio (idroelettriche, termiche a metano o gasolio o carbone, eoliche…) deve importare energia dai Paesi vicini, in particolare dalla Francia, dove questa è prodotta principalmente da centrali nucleari (che mai hanno dato significativi problemi di sicurezza). La dipendenza dell’Italia dai combustibili fossili crea problemi economici, dato l’attuale costo del petrolio, e contribuisce all’immissione nell’atmosfera di gas che contribuiscono all’effetto serra, per non dire di altri effetti nocivi per la salute dell’uomo e delle altre specie viventi. È ormai acquisito che le modalità di produzione dell’energia devono evolversi verso nuove fonti, quali, in linea di principio:
- fonti eoliche, che tuttavia potranno coprire solo una piccola parte del fabbisogno, salvo che per Paesi come la Danimarca che hanno speciali condizioni di vento e piccola popolazione;
- fonti nucleari del tipo tradizionale, ma utilizzanti processi di fissione più efficienti e più sicuri di quelli delle centrali tradizionali; un problema per l’Italia è tuttavia la virtuale scomparsa di specialisti di energia nucleare. Dovremo importarli dall’India?
- fonti basate sulla fusione nucleare, che tuttavia, dopo oltre quarant’anni di studio, è ancora a uno stadio del tutto preliminare, in quanto il plasma ad altissima temperatura utilizzato per la fusione ha un comportamento così nonlineare e complesso da sfuggire a tutte le tecniche di contenimento sinora considerate; può forse lecitamente dirsi che due generazioni di fisici e ingegneri della fusioni siano state sacrificate sull’altare di un progetto irrealizzabile (così come due generazioni di fisici teorici sono state bruciate nel vano tentativo di unificare la teoria della gravitazione secondo la relatività generale di Einstein con la teoria delle altre forze naturali….);
- fonti basate sull’utilizzo dell’idrogeno, secondo le linee discusse in noti libri da Rifkin, consulente di Prodi per conto della Comunità europea, per le quali tuttavia sussistono numerosi problemi, fondamentale quello che la produzione dell’idrogeno richiede sempre l’uso di energia elettrica.
Si arriva così alla questione della fusione fredda, metodo che potrebbe diventare quello standard in un futuro non lontano per la produzione di energia in modo pulito e praticamente illimitato. Parte di quanto qui dirò si basa sulla corrispondenza che da un anno intrattengo su questo tema con uno dei più straordinari studiosi americani, Robert Bass. Bass, che ora ha 74 anni, si laureò in fisica come Rhodes Scholar, interagendo nei suoi giovani anni con Misner ed Einstein, e scoprendo Rudolf Kalman, l’inventore dei cosiddetti filtri di Kalman che sono uno dei più importanti strumenti della matematica applicata. Ha lavorato sia presso università che centri di ricerca americani, su temi quali la fusione calda, la meccanica celeste (ha dato la prima rigorosa dimostrazione della legge di Titus-Bode, grazie a una nuova tecnica per lo studio del problema degli n corpi), ha dato importanti contributi alla fisica quantistica e da alcuni anni sta seguendo con attenzione la questione della fusione fredda. In passato, Bass interagì anche con Velikovsky, l’amico di Einstein le cui idee su un’evoluzione radicale del sistema solare nel periodo antecedente al 700 a.C. suscitarono uno scandalo nel mondo scientifico. Da alcuni anni si è convertito al cattolicesimo.
*****
Nel 1069 due chimici di una piccola università dello Utah, Fleishmann e Pons, annunciarono che in un loro esperimento, dove energia elettrica fluiva in una pila con terminali di palladio, si liberava calore in quantità superiore all’energia introdotta. Il processo di F&P è spiegabile con l’interazione di due nuclei di deuterio all’interno del reticolo del metallo palladio, con produzione di una particella alpha, ovvero un nucleo dell’isotopo Elio 4, con emissione di energia, pari a 23.8 Mev. Il processo venne chiamato «fusione fredda», in quanto realizzava a temperatura ambiente un fenomeno altrimenti tipico di ambienti ad altissima temperatura, quali l’interno delle stelle o i piccoli volumi di plasma generati negli esperimenti di fusione calda. Il processo utilizzava deuterio, contenuto nell’acqua oceanica nella frazione di una parte su 6 mila, per un volume totale quindi di circa 100 mila km cubici di acqua (sufficiente a ricoprire l’intera Italia con circa 300 metri di acqua). Il materiale di partenza è quindi a disposizione in modo praticamente illimitato; il prodotto finale è un gas inerte. Energia quindi pulita e quasi gratis. Una scoperta che, se confermata ed estendibile a grande scala, sarebbe, come ha detto il famoso astrofisico Rees, la più grande scoperta tecnologica dell’umanità dopo quella del fuoco. Dopo l’annuncio di Fleishmann e Pons, certo prematuramente fatto in una conferenza stampa, si ebbero i seguenti sviluppi:
- vari gruppi che cercarono di ripetere l’esperimento non riuscirono a ritrovare i risultati dei due chimici;
- il noto fisico di Princeton Peebles scrisse un articolo dove «dimostrava» l’impossibilità della reazione di fusione dei due nuclei di deuterio all’interno del palladio;
- Fleishmann e Pons persero il loro posto di lavoro nello Utah e furono definiti dal Time cranks of the century;
- ogni finanziamento significativo alla linea di ricerca legata al loro esperimento venne bloccato.
Tuttavia, a quindici anni di distanza da quell’esperimento considerato frettolosamente fasullo, il Department of Energy degli Stati Uniti (Doe), su intervento del segretario all’Energia Spencer Abraham, ha essenzialmente fatto marcia indietro, salvo chiamare il processo non più fusione fredda, ma condensed matter nuclear science, e si prevede che verranno ora sostanziosamente finanziate ricerche in questo settore. Il motivo per il ripensamento del Doe è legato ai seguenti fatti:
- esistono ora almeno tremila lavori teorici che mostrano che, contrariamente a quanto affermato da Peebles, il processo della fusione fredda è compatibile con le leggi delle fisica quantistica. I finanziamenti possono bloccare gli esperimenti ma non i lavori teorici, che richiedono solo conoscenze e creatività scientifica. Fra i lavori teorici più importanti dobbiamo citare quelli di vari studiosi italiani, primo dei quali il grande fisico milanese Giuliano Preparata, morto prematuramente alcuni anni fa. L’errore di Peebles è stato, essenzialmente, di considerare l’equazione di Schroedinger solo localmente, trascurando gli speciali effetti globali dovuti alla periodicità del reticolo, in altri termini ignorando il fondamentale teorema di Bloch della fisica dello stato solido;
- esistono centinaia di lavori sperimentali, effettuati in laboratori di tutto il mondo, e particolarmente in Giappone, anche a livello quasi artigianale, fra cui uno compiuto presso l’Enea a Frascati (a cura di Francesco Celani), in cui il processo è stato ripetuto e variato in diverse configurazioni di materiali e voltaggi applicati, confermandone la veridicità, ma anche osservando come sia un processo complesso che dipende da tutta una serie di condizioni che vanno attentamente studiate e classificate;
- oltre che la produzione di energia, è stata verificata, in certe condizioni, la trasmutazione di sostanze più complesse del deuterio, ad esempio del torio radioattivo, in altre sostanze, quali rame e magnesio, dalla composizione isotopica diversa da quella naturale, e quindi non prima presenti in loco, suggerendo che la fusione fredda possa anche essere la strada migliore per l’eliminazione delle scorie radioattive, grave problema ancora irrisolto.
A questo punto nascono alcune considerazioni: l’avere prematuramente bloccato la ricerca sulla fusione fredda è stato un grave errore, che ricorda comunque l’atteggiamento di imperatori romani e cinesi davanti alle scoperte proposte da inventori, la cui implementazione avrebbe creato problemi sociali (rendendo ad esempio gli schiavi inutili); è noto dai testi classici che molti inventori furono fatti uccidere! L’avere a disposizione una fonte pulita e praticamente illimitata di energia è nell’interesse della collettività, ma ovviamente non degli Stati produttori di petrolio e metano e delle industrie relative, che vedrebbero tagliati i loro profitti. Ma a parte la limitata disponibilità dei combustibili fossili, le future generazioni giudicheranno forse criminoso l’abuso che se ne è fatto, alterando com’è ormai fuori di ogni dubbio il clima terrestre e bruciando letteralmente preziose risorse che dovrebbero essere usate per fini più nobili (produzione di plastica, di medicine, anche di proteine…). L’enorme aumento del costo del petrolio nell’ultimo anno, ingiustificato dal punto di vista dei costi di produzione e solo ben poco giustificato da contingenti problemi in Venezuela, Nigeria e Russia, ha forse come spiegazione la certezza da parte dell’industria petrolifera che la fusione fredda sia una possibilità che diventerà tecnologia corrente a breve, da cui l’esigenza di massimizzare i profitti dal petrolio prima che questi vengano a scomparire. La possibilità che la fusione fredda possa essere realizzata da Paesi emergenti, anche da piccoli Paesi, certo può spiegare il cambiato atteggiamento del Doe.
Augurandoci, nell’interesse dell’umanità, che la fusione fredda diventi presto una realtà, concludiamo con alcune considerazioni sulle prospettive offerte dalla disponibilità di energia elettrica virtualmente in quantità illimitata:
- nelle case riscaldamento dell’acqua e dell’ambiente saranno tutti elettrici, tagliando quindi uno dei principali fattori di inquinamento;
- i mezzi di trasporto saranno tutti elettrici. Si può ipotizzare la scomparsa di mezzi di tipo stradale sostituiti da elicotteri modificati, anche individuali, gestiti da computer via satellitare...