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venerdì 11 maggio 2012

La fusione nucleare e la “legge dei tre anni” della ricerca scientifica

Da Cassandra's Legacy, traduzione di Massimiliano Rupalti


Parte di una mini serie sulla fusione nucleare, ecco una breve discussione sullo stato dell'approccio alla fusione basato sul plasma caldo, la cosiddetta configurazione “tokamak”. Questa tecnologia sta progredendo ad un ritmo molto lento: i primi impianti che producono energia dovrebbero apparire non prima di diversi decenni nel futuro (se mai appariranno). Data la situazione, potremmo fare un grande errore di comunicazione se presentassimo questo approccio come la soluzione dei problemi energetici del mondo. A questo ritmo di progresso, molta gente ha già perso la pazienza e si sta rifugiando  nella pseudoscienza e nelle bufale complete. (Immagine sopra da un articolo di Jean Pierre Petit ).


C'è una legge non scritta che domina la ricerca e lo sviluppo  industriale. Dice che devi dimostrare che la tua idea può funzionare in non più di tre anni. In casi eccezionali, cinque anni possono essere il limite ma, normalmente, nessun progetto di ricerca industriale dura più di così. Se un progetto non produce risultati utili in cinque anni, ci sono buone possibilità che non ne darà mai. 

Ci sono diversi esempi della “legge dei tre anni” (o, forse, della “legge dei cinque anni”). Pensate ai fratelli Wright: il loro primo aliante è volato nel 1900 e tre anni dopo hanno volato col primo aereo a motore al mondo. Pensate alla fissione nucleare; il progetto Manhattan è stato attivo dal 1942 al 1946 e in meno di tre anni sono stati creati sia la prima bomba nucleare, sia il primo reattore nucleare. La legge sembra valere indipendentemente dall'ambizione del progetto: che sia una bicicletta o una nave spaziale, devi mostrare che può funzionare in pochi anni.

Al contrario, considerate la “Guerra al Cancro”, lanciata nel 1971 dal presidente Nixon. In più di 40 anni, molti progressi sono stati fatti nella ricerca di base sul cancro, certo, ma la guerra non è stata vinta. Pensate all'idrogeno come combustibile. L'idea di un'economia “basata sull'idrogeno” risale agli anni 60 ma, ad oggi, non esiste niente di pratico sul mercato. Questo tipo di progetti a lungo termine può generare buona ricerca di base, ma difficilmente può produrre risultati pratici.

Quindi esaminiamo l'idea della fusione nucleare controllata sotto questa luce. Stiamo ancora lavorando, prevalentemente, sul concetto “tokamak”, proposto negli anni 50 dal fisico russo Andrei Sakharov. Non c'è dubbio che un tokamak può produrre la fusione nucleare, ma in più di 50 anni di lavoro non siamo stati in grado di raggiungere il punto di “pareggio”, che è la condizione in cui la quantità di energia prodotta dalla fusione è la stessa di quella necessaria per mantenere il plasma in uno stato stazionario. Si suppone che il  progetto europeo ITER sulla fusione nucleare raggiunga e superi quel punto quando diventerà pienamente operativo, nel 2026, cioè circa 20 anni dopo l'avvio del progetto. L'intero progetto ITER dovrebbe durare fino al 2038. Sono tempi lunghi in modo anomalo per un progetto di ricerca industriale. Considerate anche che, anche se ITER raggiungesse i suoi obbiettivi, ci troviamo a ordini di grandezza lontani da un dispositivo effettivamente capace di produrre energia utile. 

Ora, naturalmente, è impossibile dire che il tokamak non produrrà mai energia utile. Ma guardate la figura all'inizio del post. Non vi rende perplessi? Sembra che stiamo semplicemente facendo la stessa macchina, solo un po' più grande, nella speranza che, alla fine, funzioni. Pensate se un 747  sembrasse semplicemente un aereo dei fratelli Wright, solo più grande. Non è impossibile arguire che abbiamo preso una strada senza uscita col tokamaks, come discusso in un recente articolo di Jean Pierre Petit. Anche altri fisici, come Luigi Sertorio, sono molto scettici su questi sforzi per la fusione nucleare.

In breve, il progetto ITER non è un progetto di ricerca industriale, è un progetto di ricerca di base. Naturalmente non c'è nulla di sbagliato nello studiare la fusione nucleare, i plasma a temperature molto alte e cose simili. E' scienza seria messa in atto da persone competenti e possiamo apprendere molte cose utili da questo lavoro. E, facendolo, potremmo anche trovare il modo di ottenere energia utile. Ma non possiamo pensare a ITER (o a sforzi simili di ricerca sulla fusione) come qualcosa che sia direttamente rivolta a risolvere i problemi energetici del mondo.

Il problema è che può darsi che non siano in tanti a conoscere la “legge dei tre anni”, ma ci sono limiti alla pazienza umana. Dall'alba dell'”era nucleare”, alla gente è stato raccontato che la scienza può risolvere i problemi energetici del mondo con la fusione nucleare. Ma questa non ha prodotto nulla di funzionante in 50 anni. Ora gli viene detto che deve aspettare per diversi decenni ancora. A questo punto, non sorprende se vediamo così tanta gente che cerca rifugio nella pseudoscienza e nelle bufale complete della recente mania della “fusione fredda”. E' un disastro, perché la gente viene facilmente convinta che ci sono soluzioni miracolose ai problemi energetici e tende a trascurare le tecnologie, come le rinnovabili, che non sono così spettacolari, ma che producono energia. Ma non esistono miracoli nella scienza e ce la dobbiamo cavare con quello che abbiamo ora.