GUIDA ALLA FUSIONE FREDDA E ALLA TECNOLOGIA DELLA NUOVA ENERGIA*

1995, copyright Edition No. 1, 1995 Eugene F. Mallove e Jed Rothwell
[Inclusa sul sito Web INE con permesso formale.]

"Nulla è troppo meraviglioso per essere vero."

FAQ – Domande più frequenti

Ho pensato che la fusione fredda fosse morta, che fosse un errore o una truffa. Ma la ricerca sulla fusione fredda procede veramente?

La fusione fredda, il "miracolo o errore" come fu annunciato all'Università di Utah da Dr. Martin Fleischmann e Stanley Pons nel Marzo 1989 è lontana dall'essere morta. è viva non solo in dozzine di laboratori nei Stati Uniti, ma in nummrosi centri di ricerca esteri [rispetto agli USA, NdT], particolarmente in Giappone. La ricerca sulla fusione fredda è ora un'attività su scala mondiale, in una dozzina di paesi.

Cos'è la "fusione fredda"?

La "fusione fredda" è un fenomeno - vero ma ancora non completamente spiegato - di produzione di energia, che avviene quando normale idrogeno e la forma speciale di idrogeno chiamato deuterio è portato assieme con metalli, come palladio, titanio, e nichelio. Di solito alcuni meccanismi scatenanti, come elettricità o energia acustica, sono necessari per provocare gli effetti della "fusione fredda". Idrogeno e deuterio sono ambedue abbondanti nella normale acqua - acqua fresca, acqua dell'oceano, ghiaccio, o neve - così il processo aiuterà a por fine a molte preoccupazioni sull'energia nel mondo, se potrà essere sviluppato commercialmente. Questo è poco ma sicuro. (La forma deuterio dell'idrogeno è presente in natura nel rapporto di uno ogni 7,000 atomi di idrogeno ed è facile da separare.)

Esistono buone fonti di informazione sulla fusione fredda?

Se vuoi leggere qualcosa sull’evoluzione di questa controversia scientifica e la incombente rivoluzione tecnologica, per favore leggi , del Dr. Eugene F. Mallove. Questo lavoro che Arthur C. Clarke ha chiamato "l'unico buon libro sull’argomento", copre i primi due anni dell'era della fusione fredda. Per informazioni più tecniche, consulta la sezione Referenze di questa Guida.

Cosa è la fusione "calda"?

La fusione calda è il tipo di reazione nucleare che scalda il Sole e le stelle. A temperature di milioni di gradi, i nuclei degli atomi di idrogeno possono superare la loro repulsione naturale, e congiungendosi formano nuclei di elio. Questo rilascia una energia enorme. La fusione è l'opposto di fissione, che è la liberazione di energia spezzando nuclei di uranio pesante o di plutonio.

Qual è lo stato attuale della fusione "calda"?

Il mondo scientifico ha speso più di quattro decadi e miliardi di dollari (si stima 15 miliardi di dollari solo negli Stati Uniti) per investigare la possibilità di riprodurre con apparecchiature qui sulla Terra le reazioni della fusione delle stelle. Queste sono macchine complesse e grandi che contano su alti campi magnetici o potenti laser per comprimere e scaldare il combustibile di fusione – tipicamente gli isotopi di idrogeno, deuterio e trizio. Il programma per la fusione calda controllata ha fatto passi da gigante, ma tutti sono d'accordo che i dispositivi pratici non saranno disponibili prima di circa tre decenni. La fusione calda è un problema di ingegneria molto difficile. Molti tecnici - anche quelli favorevoli alla fusione calda - ritengono che l’approccio a reattore "tokamak" seguito dal Dipartimento USA per l’Energia non produrrà mai tecnologia commercialmente realizzabile. I ricercatori Americani sulla fusione calda vogliono ora costruire un grande, complesso reattore di prova chiamato ITER (Reattore Sperimentale Termonucleare Internazionale) che comincerebbe a operare nel 2005. Un impianto commerciale a fusione calda non sarebbe on-line fino almeno al 2040. Il bilancio annuale USA per la ricerca sulla fusione calda (Schneide, pagina 2/4) eccedono regolarmente 500 milioni di dollari, e il programma ora sta cercando di aumentare gli stanziamenti per l’ITER e per gli altri esperimenti.

In cosa differisce la fusione fredda dalla fusione calda?

La fusione fredda rilascia quantità enormi di energia in forma di calore, non in radiazioni come nella fusione calda. Questa energia di calore è da centinaia a migliaia di volte quella che le normali reazioni chimiche potrebbero produrre. Se la "fusione fredda" è un forma finora ignota di reazione nucleare benigna - come molti ricercatori nel campo della fusione fredda credono - c'è più energia potenziale di fusione fredda in un miglio cubico di acqua marina che in tutte le riserve di petrolio sulla terra.

La fusione fredda, contrariamente alla fusione calda, avviene in un apparato relativamente semplice, benché non ancora senza qualche difficoltà. Le reazioni di fusione fredda non sono del tutto simili alle reazioni convenzionali di fusione calda. Se lo fossero, gli sperimentatori della fusione fredda sarebbero stati uccisi da flussi massicci di radiazione di neutroni e raggi gamma. La continua meraviglia della fusione fredda è che - qualunque cosa sia - è apparentemente una reazione molto pulita che dà molto poca della comune radiazione di fissione e della reazione di fusione.

Ci sono teorie che possono spiegare la "fusione fredda"?

I ricercatori della fusione fredda hanno tentato di trovare modelli teorici per spiegare gli effetti osservati della fusione fredda – il grande rilascio di energia termica, il basso livello di fenomeni nucleari, l'assenza di massicce radiazioni dannose e di altri effetti nucleari convenzionali. Negli esperimenti di fusione fredda sono stati osservati neutroni di basso livello, trizio, elio-4 e spostamenti di isotopi metallici.

Non c'è ancora nessuna teoria singola e generalmente accettata che spieghi tutti questi fenomeni. Non c’è dubbio, comunque, che i fenomeni esistono e che saranno spiegati, ma più probabilmente fra qualche anno. è molto difficile immaginare una teoria che si accordi con tutti i dati. La spiegazione sarebbe nascosta nelle reazioni nucleari, in una esotica "super-chimica" implicante modifiche alla meccanica quantistica, o qualche cosa ancora più bizzarro (come estrarre energia dal punto-zero dello spazio a livello atomico).

Qual’è l'evidenza principale della "fusione fredda"?

L'evidenza più importante della fusione fredda è l'energia del calore in eccedenza che viene dalla speciale cella elettrochimica - molto più calore di quello prodotto dalla energia elettrica che la alimenta. Ricercatori competenti e prudenti hanno ora confermato che in condizioni corrette è possibile ottenere - oltre la potenza immessa - dal 10% a molte migliaia di volte la potenza in entrata!

Infatti, negli esperimenti riportati alla Quarta Conferenza Internazionale sulla Fusione Fredda (Dicembre, 1993), un ricercatore, il Dott. T. Mizuno dell’Università di Hokkaido, riportò un rapporto di potenza di output/input di 70'000. Qualche volta questo potenza è impulsiva, ma è apparsa anche in modo continuativo in alcuni esperimenti per centinaia di ore, e in alcuni casi per molti mesi. Quando di questa potenza si accumulano i chilowattora, la conclusione inevitabile è che viene rilasciata molta più energia di quella che qualsiasi possibile reazione chimica (come noi ordinariamente comprendiamo tali reazioni) potrebbe produrre.

E c'è di più: Nei pochi anni passati, è emersa anche una sorprendente evidenza sperimentale del fatto che negli esperimenti di fusione fredda sono stati trasmutati elementi. L’elio-4, per esempio, è stato trovato da diversi laboratori, e piccoli quantitativi di atomi di metalli radioattivi, come gli isotopi di argento e rhodio, sono apparsi negli elettrodi di palladio delle celle a fusione fredda, nelle quali nessuno di tali atomi esisteva prima che gli esperimenti cominciassero.

Come possiamo essere sicuri che le misurazioni del calore negli esperimenti di fusione fredda non siano errori?

Molti di questi esperimenti di fusione fredda differiscono significativamente l'uno dall'altro nel loro approccio e condizioni. Così non c'è possibilità che i vari laboratori stiano commettendo sistematicamente gli stessi errori in tutti questi esperimenti. L'eccesso di energia prodotta in alcuni di questi esperimenti è la prova che qualcosa di veramente straordinario e di enorme significato tecnologico potenziale è stato scoperto. Nei primi giorni della ricerca sulla fusione fredda, quando gli scienziati stavano lottando e imparando come replicare l'effetto, erano stati fatti pochi esperimenti, e molti errori. Nelle settimane che seguirono l’annuncio di Martin Fleischmann e Stanley Pons all'Università di Utah nel 1989, un gran numero di scienziati tentarono di replicare il fenomeno, e fallirono - o pensarono di aver fallito, o di fatto davvero ottennero ris}ltati positivi, ma per varie ragioni furono falsamente interpretati e i loro dati impropriamente riportati. L'esperimento è considerevolmente più complicato e più difficile da compiere rispetto a come originariamente riportato in qualche giornale scientifico o rivista popolare. I possibili mrrori di misurazione in molti esperimenti di fusione fredda sono oggi molto, molto più piccoli degli enormi effetti misurati.

Esistono altri modi di ottenere energia in eccedenza dalla "fusione fredda"?

L'esperimento originale di fusione fredda di Fleischmann e Pons è ora stato affiancato da molti altri metodi per ottenere energia in eccedenza. Questo è l’attuale (e crescente) elenco di apparenti processi di "fusione fredda" che danno energia in eccedenza:

1. Processo Originale di Pons-Fleischmann

Soluzione di acqua pesante con un elettrolita come il deuterossido di litio (LiOD), trasportato dalla corrente. La corrente è fatta circolare tra un catodo in lega di palladio e un anodo di platino.

2. Processo al Sale fuso

Processo elettrolitico in fusione ad alta temperatura che coinvolge tipicamente cloruro di litio (LiCl) e cloruro di potassio (KCl) in soluzione fusa resa satura con deuteride di litio (LiD). Gli elettrodi sono di palladio e alluminio.

3. Processo di Randell Mills

Soluzione di acqua normale con (tipicamente) potassio carbonato come elettrolita (K2C03). Elettrodi: catodo in nichelio e platino, o anche anodo in nichelio.

4. Processo di scarica in gas deuterio

Scarica elettrica a bassa tensione su vari metalli in atmosfera di gas deuterio.

5. Attivazione Ultrasonica

Usando frequenze ultrasoniche, l’energia acustica bombarda il palladio o altri metalli sommersi in acqua pesante, producendo energia in eccedenza e elio-4.

6. Ceramica conduttrice di protoni

Certi materiali ceramici come ossidi di stronzio-cerio e ossido di alluminio-lantanio, quando sono attraversati da una corrente molto bassa in un'atmosfera di gas deuterio, danno una significativa energia in eccedenza.

7. Stimolazione con campi magnetici e radiofrequenze

E’ stato verificato che la stimolazione con campi magnetici e radiofrequenza migliorano l'energia in eccedenza degli altri processi di fusione fredda citati, come la fusione fredda in cella elettrochimica.

8. Attivazione turbolenta

Un cilindro di alluminio massiccio con una serie regolare di fori sul bordo ruota molto ravvicinato ad un telaio d'acciaio. Normale acqua è pompata attraverso l'interfaccia e si riscalda di colpo vaporizzandosi. La Pompa Idrosonica (della Hydro Dynamics, Inc.) ha ora mostrato una convincente evidenza di massiccia produzione di calore in eccedenza. Apparecchiature simili sono state riportate da altri.

9. Processo di Piantelli-Habel-Focardi

Un substrato di nichelio è sottoposto ad alte temperature in un'atmosfera di idrogeno. Dettagli del processo non sono stati svelati, ma l’evidenza di una massiccia produzione di energia in eccedenza è chiara.

[continua...]