La ciambella che potrebbe rivoluzionare la fusione nucleare

Wendelstein

Ci sono ben poche macchine a questo mondo, intese come sistemi complessi mirati alla risoluzione di un problema, che possano definirsi senza il timore di smentite, straordinariamente, radicalmente impressive: conglomerati ineccepibili d’ingegno e precisione tecnica, una visione omnicomprensiva dei dettagli e del tutto. Tra queste, figura certamente l’ultima realizzazione del concetto di uno stellarator, inventato negli anni ’50 dal fisico americano Lyman Spitzer, più volte assemblato con variabile successo, dapprima all’Università di Princeton dallo stesso professore, poi presso quella di Wisconsin-Madison a dimensioni maggiorate, infine in un laboratorio della prefettura di Gifu, in Giappone, dove come dal nome dell’oggetto, gli scienziati si prefiguravano di replicare almeno in parte “I processi che si verificano dentro al nucleo di una stella!” Ma mai con la ponderosa e presumibile potenza del Wendelstein 7-X, il coronamento di oltre 10 anni di ricerche (con qualche contrattempo) da parte dell’istituto Max Planck per la Fisica del Plasma di Greifswald, in Germania, il quale, se tutto continuerà a svolgersi secondo i piani, procederà alla prima accensione entro la fine della presente settimana. E il mondo, della scienza o meno, dovrebbe trattenere il fiato. Perché? Ve lo dico subito: se l’esperimento riesce, come senz’altro ritenuto probabile da un’ampia fascia delle personalità coinvolte, questo mostro metallico costituirebbe, nei fatti, il primo reattore a fusione nucleare in grado di produrre un’energia maggiore di quella necessaria a farlo funzionare. In quale quantità, non ci è dato di saperlo. Ma basterebbe anche un surplus di entità trascurabile, magari sufficiente per accendere una lampadina o duecento, a cambiare radicalmente il corso futuro dell’ingegneria applicata a questo punto fermo possibile del nostro immediato futuro. Perché tale corrente elettrica, nei fatti, proverrebbe da una fonte totalmente pulita, eternamente rinnovabile, inesauribile e quasi totalmente priva di controindicazioni.
Una commistione di elementi che mai avevamo ritenuto possibile, questa, almeno finché non fu scoperto ancora in precedenza (si parla degli anni ’30, con ricerche finalizzate alla creazione della bomba termonucleare) che non soltanto la fissione distruttiva dell’atomo, con il suo pericoloso bagaglio di emissioni e scorie radioattive, ma anche la sua giunzione forzata in strutture conglomerate e complesse di nuclei multipli e neuroni, risultava nei fatti inefficiente, ovvero soggetta al rilascio di una certa quantità di potenziale di calore, più che adeguato alla generazione dell’elettricità. A questo punto il problema era “soltanto” capire come indurre un tale processo in maniera continuativa ed efficiente, ovvero che potesse essere sostenuta senza soluzione di continuità. E sono stati molti, i tentativi sia teorici che pratici fatti nel campo in questione, incluso quello dell’ipotetica fusione fredda, la sostanziale utopia ipotizzata inizialmente da Friedrich Adolf Paneth e K. Peters, che consentirebbe il verificarsi del fenomeno attraverso una catalisi spontanea dei muoni nucleari. Ma nella realtà dei fatti, soltanto un approccio diametralmente opposto ha funzionato: l’impiego brutale di sistemi di riscaldamento di potenza inusitata su una miscela di gas, in grado di superare i 100 MILIONI di gradi grazie all’impiego delle microonde, campi elettromagnetici di risonanza o l’introduzione di particelle ad alto potenziale d’energia. Ciò perché in simili condizioni, in cui manca la forza gravitazionale di una stella ma sussiste un calore di diverse volte superiore, le particelle di materia si trasformano in una sostanza dalle particolari caratteristiche, definita plasma in quanto, come avviene con gli additivi contenuti nel sangue umano, vi persiste una commistione indistinta di elettroni, ioni ed innumerevoli altre componenti largamente ignote. Tale brodo è tuttavia talmente sottile ed intangibile che, nei fatti, non esistono pareti in grado di contenerlo. In parole povere, metterlo dentro a un recipiente di cemento armato, dello spessore di molti metri, sotto terra, oppure in una fantascientifica gabbia di titanio energizzato, avrebbe lo stesso effetto che lasciarlo libero nell’aria di un campo fiorito. L’unica speranza di trovargli un impiego strutturato passa, dunque, tramite la forza dei magneti.

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L’impianto che trasforma in elettricità la forza delle onde

Wave Energy

Due grandi boe gialle galleggiano nel porto di Pecém nella regione di Ceàra, vicino a Fortaleza do Brazil. Non per segnalare una scogliera, né come semplice decorazione. Ma per lo scopo tecnologico più importante e imprescindibile di tutti quanti: trasformare l’energia non misurabile in qualche cosa di davvero utile, questa ronzante, corposa e splendida elettricità. Una lampadina, in fondo, è più che una semplice idea; rappresenta, piuttosto, il simbolo di una qualsiasi Idea. La spinta ingegneristica al miglioramento, il desiderio di arrecare luce lì dentro e sotto i letti, dove la tenebra distende i suoi tentacoli d’inedia e decadenza. Ed accenderla vuol dire sacrifici. Avete mai visto un giacimento di petrolio? Ettolitri di fluido nero e maleodorante, frutto della decomposizione vegetale. Le cosiddette “risorse del pianeta” non sono preziose in senso innato o sacrosante nell’aspetto, bensì uno scarto, l’esatto opposto delle cose degne o meritevoli di essere preservate. Uranio e torio, a loro volta, i minerali usati come pietra focaia di reazioni nucleari, altro non sono che un veleno fattosi materia inerte, la cui mezza-vita è un lungo periodo d’orrida disgregazione radioattiva, con nefaste conseguenze per gli astanti o chicchessia si trovi lì vicino. Eppure, fin dall’epoca moderna, occorre ricercare tali orrori e molti altri, per bruciarli nel profondo di fornaci chiarificatrici. Altrimenti, addio rasoio elettrico! Niente pile per Gameboy! È questo il paradosso che contrasta la comune ecologia, un pericoloso pensiero, conduttore al tempo stesso di salvezza, del suo opposto, ovvero: questo pianeta, se lasciato a se stesso, sopravviverebbe assieme a noi. Si, ma come? E siamo davvero sicuri che l’influenza dell’uomo, un gran riciclatore delle cose prive di significato, sia un male incurabile dei princìpi naturali…
Questo nuovo approccio color-banana alla generazione d’energia pulita e rinnovabile, frutto della collaborazione fra l’ente con partecipazioni statali COPPE e la compagnia privata Tractebel Energy, con un forte investimento dell’amministrazione regionale di Cearà, pone il Brasile nel gruppo estremamente ristretto dei paesi dotati di un’installazione energetica basata sul moto ondoso, assieme agli Stati Uniti, l’Australia e poi Svezia, Finlandia, Danimarca… Perfettamente chiaro: come per il classico mulino a vento, la collocazione degli impianti necessari per incanalare il ritmo degli elementi richiede, inevitabilmente, caratteristiche ambientali idonee al ripetersi frequente della condizione di partenza. E niente è più prevedibile, furioso, potenzialmente pericoloso, che l’abbattersi ondoso sulle coste dei due maggiori oceani della Terra.
L’energia elettrica, nella sua forma più diffusa e funzionale per la società, è sempre frutto della trasduzione di un lavoro meccanico, o per usare altri termini, la conseguenza di una forza su di un corpo in grado di trasformarla con il magnetismo. Sarebbe questo il concetto originario del disco di Faraday, applicato in serie e con diverse proporzioni. Ma pur sempre quell’irrinunciabile costante: il moto rotativo. E se osservate il classico grafico della posizione di una particella su di un moto ondoso, è presto chiaro: quella disegna, con precisione potenzialmente geometrica (dipende dall’intento) un susseguirsi di spirali. Guarda caso, esattamente come il frullatore collegato alla sua spina dentro casa! Quale significativa suggestione di mimési…

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Oggi cuciniamo la comune batteria stilo

Battery maker

AAA, mancano i veri MacGyver di una volta. AA, piuttosto, ci troviamo sempre a dire inconsolabili: non è possibile, non si può fare, è del tutto inaccessibile per le mie doti. Finiti su di un’isola deserta, assieme a un carico di batterie a bottone, tireremmo fuori dalla borsa il telefono satellitare, che invece ne voleva solo due, ma di mini-stilo. E imprecando contro l’ironia del fato, lì resteremmo. Per mangiare cocco fino all’ultimo dei giorni, della nostra lunga oppure breve vita. L’aneddotica delle vicende umane è piena fino all’orlo di racconti come questi, con un taglio estremamente indicativo dei secondi fini della narrazione. Quello stesso prologo, dell’aereo che precipita, della nave naufragata, è sempre l’inevitabile preludio di un ricco viaggio di scoperta personale. In cui l’individuo rimasto solo, gradualmente, apprende che l’ingegno medio è spesso sufficiente, per sopravvivere laggiù fra i gridi di gabbiano, senza l’aiuto della società. Ma addirittura prosperare, superando le aspettative dello spettatore, quella è tutta un’altra storia…
NurdRage è il giovane scienziato con la voce sempre alterata digitalmente, forse uno studente canadese amante della privacy, che da qualche anno offre al mondo i video dei suoi esperimenti e le molteplici invenzioni che produce. Fra i suoi campi preferiti, a giudicare dai recenti successi, va senz’altro annoverato il campo delle batterie stilo. Lui, che le smonta e poi ricostruisce, che le scarta, che le apre, che ne esplora i limpidi segreti, con gran dispetto delle compagnie produttive. E che addirittura, in questo caso, le costruisce in casa! Possibile? Tutto vuolsi, ove si puote. Si tratta di una pratica ricetta, ecco qui cosa ci vuole: per prima cosa, un paio di siringhe ipodermiche, o anche più, a seconda del bisogno. La loro forma cilindrica di plastica, a quanto pare, è pari nel diametro a quella della pila stilo. Strana coincidenza, quasi…Intenzionale. Un colpo o due di pinze, per ottenere la lunghezza esatta. Tale pratico involucro trasparente, quindi, sarà rivestito nella parte interna di un foglio di zinco, misurante 50 x 30 mm. Un oggettino per nulla inusuale, che si compra normalmente al supermarket (quello canadese. Forse, non saprei.) E adesso, guarda, viene il bello. Da un barattolino (maneggiansi con guanti belli spessi) ecco lui che tira fuori del veleno sopraffino, l’idrossido di potassio, che ivi versa, come niente fosse, dentro a un bricco d’acqua trasparente, messo quindi lì da parte a dissolversi, come un Alka-Seltzer. Nell’involucro plasticoso del suo divertimento precedente, invece, costui ci mette del diossido di manganese (?) Bene avvolto nella carta e pronto da fumare come l’erba, all’apparenza. Però nero quanto l’anima di chi comunemente inquina, senza mai sapere come riciclare… Oppur la pratica mina di matita, messa, guarda caso, lì a fare da conduttore. Ecco che, a questo punto, l’insieme avvolto e multi-strato viene immerso dentro al liquido semi-biancastro appositamente preparato e lì lasciato, per un tempo medio. Lui consiglia una giornata. Ciò “attiverà gli elettroliti” permettendo alla carica d’ingenerarsi, dentro al circuito così ben costruito. Sarebbe difficile crederci, se gli occhi non ci assistessero nell’ardua impresa: quand’ecco, nel finale, lui che mette i due cilindri dentro al corpo cubico di un’orologio digitale. Ed esso vive, per Frankenstein!

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Perché poi la pila piena non rimbalza mai?

Bounce battery

Provateci adesso, oh, per favore fatelo subito senza un singolo grammo d’esitazione. La notte è giovane, il giorno lo esige. Lanciate il telefono cellulare contro qualcosa!* WHOMP – Il muro, il suolo, la terra o il capitello dorico che avete nell’angolo del salone, con sopra la testa dell’ultimo Imperatore. È forse l’oggetto in questione, per qualche ragione, tornato indietro? (Certo che no) l’onnipresente strumento dei nostri tempi informatizzati non è un boomerang, oppure il possente martello di Thor. Eppure compare, all’orecchio di tutti, negli attimi meno appropriati. Dunque dev’essere, per evidente inferenza, dotato di un grande Potere. Il sublime incantesimo dell’Onnipresenza. Ma ciò lo rende, delicato alle incidenze del Fato. Non c’è invero bisogno delle fiamme inesauribili dell’omonimo Monte, per sbriciolarlo come una mummia dei tempi egizi, improvvisamente esposta alle nebbie umide dell’alba dei nostri giorni; basta che cada, da un’altezza di 10-20 cm, a seconda del vostro modello. Benché mele migliori avessero, in un tempo lontano, dimostrato l’effetto invisibile della gravità. Che tutt’ora condiziona tutti. Attira verso il basso ogni cosa, ma con variabile apporto energetico conseguente. Il problema maggiormente rilevanti dei moderni smartphone, come lascia intuire il nome, è l’approccio complesso ai problemi fin troppo semplici. Giacché l’ingegneria moderna, con i suoi perentori dettami, ci ha imperiosamente obbligato ad essere “intelligenti”. Abbandonando i due vecchi amici, il caro nichel e l’amorevole cadmio, e muovendoci verso frequentazioni dotate di una certa doppiezza. Lo ammetto, gli accumulatori agli ioni di litio presentano innegabili e fondamentali vantaggi: sono piccoli. Leggeri. Mantengono a lungo la carica e quando necessario, la recuperano in un paio d’ore, o tutt’al più giu di lì. Ma se simili implementi energetici vengono danneggiati, o sovraccaricati… Si, forse non ne siete a conoscenza. Però nella vostra tasca quotidiana, miei amanti dei gadget sappiatelo, tenete una piccola bomba. Che per di più non rimbalza! Di certo non l’avrebbe accettato Sir Isaac Newton, né tantomeno il nostro buon Alessandro Volta, colui che per primo aveva avuto l’Idea. Di metterci un catodo. Con sopra un anodo. E viver per sempre felice.
Adesso è il momento: raccogliete da terra il telefonino. Che ovviamente non si sarà rotto (*ce l’avete la custodia, vero?) Aprite il misterioso sportellino dietro il telecomando della TV. Dentro ci troverete, supremo mistero dei nostri giorni, due piccoli cilindri di metallo. Si, no, si. Nel mondo moderno, incredibile a dirsi, c’è ancora un legame coi tempi che furono, di energia intercambiabile ed usa e getta. Nascosta dai nostri occhi di economisti, ecologici amanti della natura. Queste due sono PILE. Studiatele. Accarezzatele, mostrategli il vostro affetto. E quando meno se lo aspettano, scagliatele contro il vostro nemico. Se erano scariche, anche soltanto un pochino, torneranno indietro. Perché? Ecco…

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