Fusione fredda
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La fusione nucleare fredda, detta comunemente fusione fredda (in inglese "Cold Fusion" (CF), "Low Energy Nuclear Reactions" (LENR) o Chemically Assisted Nuclear Reactions" (CANR) ), è un nome generico attribuito a reazioni di fusione nucleare che avvengono a temperatura relativamente bassa, invece che ai milioni di kelvin normalmente necessari.
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[modifica] Come funziona
Così come per la fusione termonucleare (fusione calda), anche per la fusione fredda è necessario avvicinare i nuclei di Deuterio e Trizio a distanze tali da poter permettere le reazioni di fusione; nella fusione fredda, però, tali reazioni vengono accelerate dai cosiddetti catalizzatori ed avvengono a temperature e a pressioni relativamente basse. A seconda del tipo di catalisi utilizzata, si parla di fusione fredda prodotta tramite "confinamento muonico" o "confinamento chimico":
- Confinamento muonico: il muone è in grado di far avvicinare i nuclei di Deuterio e Trizio a temperatura ambiente e pressione atmosferica; purtroppo però la vita del muone è molto breve e ad oggi non si è ancora in grado di fargli catalizzare un numero sufficiente di reazioni prima che "muoia", tali da rendere il suo utilizzo conveniente dal punto di vista energetico;
- Confinamento chimico: questo tipo di confinamento, che è quello utilizzato anche da Fleischmann e Pons nella loro cella elettrolitica, consiste nell'utilizzare la proprietà del Palladio (o di altri catalizzatori) di impregnarsi di Idrogeno e dei suoi isotopi. Immergendo in una soluzione liquida a base di Deuterio due elettrodi (uno di Palladio e l'altro di Platino) e fornendo energia elettrica, si ha il passaggio di una corrente attraverso la soluzione elettrolitica che dà origine a Elio, Trizio, neutroni, Raggi gamma e raggi X. Si registra, inoltre, una quantità di calore prodotto, maggiore dell'energia fornita attraverso la batteria che alimenta la cella. Ciò sarebbe dovuto alla fusione dei nuclei degli atomi di Deuterio, grazie alle proprietà catalizzatrici del Palladio.
[modifica] Storia
La fusione fredda divenne improvvisamente famosa il 23 marzo 1989, quando i chimici Stanley Pons (della Università dell'Utah negli USA) e Martin Fleischmann (dell'Università di Southampton England) annunciarono alla stampa di essere riusciti a realizzarla. Altri gruppi annunciarono risultati analoghi, ma poco dopo iniziarono ad arrivare notizie negative, e dopo pochi mesi la maggior parte degli sperimentatori negava che le reazioni avessero luogo. Pons e Fleischmann ottennero energia in eccesso da una cella elettrolitica con due elettrodi (Platino (+) e Palladio (-)), che non poteva avere origini elettrochimiche, fondendo deuterio ed ottenendo elio. La natura nucleare di quest'energia fu confermata, nel 2002, dai laboratori italiani dell'ENEA.
La fusione fredda continua ad essere oggetto di ricerca in alcuni Paesi, tra cui l'Italia. Il gruppo italiano A. De Ninno e A. Frattolillo, guidati dal professor F. Scaramuzzi, realizzò infatti un esperimento utilizzando il titanio al posto del palladio e dimostrò che quando il titanio assorbe a bassa temperatura gas deuterio, si verifica un surplus di energia e sono emessi neutroni. Lo stesso gruppo di ricercatori ha dimostrato, tramite un successivo esperimento, la produzione di Elio-4 dalla cella elettrolitica costituita da un catodo di palladio e da un anodo di platino immersi in acqua pesante. Secondo il sito internet dell'ENEA, dal febbraio 2003 il progetto è stato accantonato perché non sono stati stanziati nuovi fondi per il suo sviluppo. Notevolmente approfondita l'analisi giornalistica di rainews24, che merita una citazione attenta. Dal 2005 e tuttora è finanziato dallo stato un gruppo di ricercatori dell'Enea guidato da Vittorio Violante, il quale ha ottenuto dei risultati preliminari considerati interessanti.
In generale, comunque, gran parte della comunità scientifica internazionale ha accolto con scetticismo e sfiducia i risultati sperimentali, che hanno suscitato notevoli polemiche. L'argomento principale a discredito della fusione fredda è quello secondo cui nella fusione fredda si producono un numero di particelle nucleari troppo basso per poter giustificare il calore prodotto. Inoltre esistono ancora numerose controversie (di tipo teorico) sulla natura e sui meccanismi della fusione "fredda".
Una delle teorie più solide fu enunciata da Giuliano Preparata, docente di Fisica Nucleare dell'Università di Milano, che elaborò una sua "teoria coerente sulla fusione fredda", basata sull'elettrodinamica quantistica (QED) nella materia condensata e capace di effettuare previsioni corrette sui risultati da ottenere.
[modifica] Riproducibilità
Le controversie sulla fusione fredda sono state causate dall'estrema difficoltà riscontrata nel riprodurre con sicurezza l'esperimento: delle centinaia di tentativi di replicazione effettuati negli ultimi 15 anni, la grande parte non ha dato risultato positivo, il che ha gettato discredito sull'argomento per quanto alcune decine di esperimenti condotti con metodologie del tutto differenti e da parte di gruppi indipendenti abbiano mostrato produzione di calore in eccesso.
I ricercatori nel campo della fusione fredda avanzano una spiegazione per questa difficoltà: sostengono che i dati sperimentali mostrano che il fenomeno, per prodursi, necessita di un "rapporto di caricamento" di deuterio nella matrice di palladio estremamente elevato e difficilissimo da mantenere. In tutti gli esperimenti riusciti, il rapporto (atomi di idrogeno pesante) / (atomi di Pd) al momento della produzione anomala di calore era uguale o superiore a 0.95.
Raggiungere un tale rapporto non solo è molto difficoltoso, ma produce anche gravi stress nella struttura del metallo, e in generale lo danneggia al punto da far ricadere ben presto la concentrazione al di sotto di quel livello. Finche non verrà trovata una metodologia pratica per mantenere il rapporto di caricamento a livelli utili, dunque, i successi resteranno del tutto sporadici.
Ulteriori informazioni su questa teoria sono reperibili in questo articolo pubblicato dall'università cinese di Tsinghua e firmato da alcuni appartenenti ai gruppi di ricerca italiani sulla FF.
Altri gruppi hanno osservato la correlazione tra la produzione di trizio e il caricamento oltre 0.9 del palladio. Va anche notato che l'autore di quest'ultimo articolo, nonostante ciò, si pronuncia come contrario all'ipotesi della fusione, data l'assenza di flusso neutronico da quella che definisce "la reazione sconosciuta" che genererebbe il trizio. Molti ricercatori impegnati nella fusione fredda contestano quest'ultima affermazione, ma la conferma indipendente del risultato sul trizio da parte di uno sperimentatore scettico è molto importante.
[modifica] Ricerche correlate
[modifica] Bibliografia
- Production of excess enthalpy in the electrolysis of D2O on Pd cathodes E. Del Giudice*, A. De Ninno, A. Frattolillo, M. Porcu, A. Rizzo (http://www.frascati.enea.it/nhe/De%20Ninno%20contributo%20ICCF9-web.htm )
- Volume 1: A Decade of Research at Navy Laboratories, Technical report 1862 - February 2002 - San Diego, CA (http://www.nosc.mil/sti/publications/pubs/tr/1862/tr1862-vol1.pdf )
- Roberto Germano, "Fusione Fredda. Moderna Storia d'inquisizione e d'alchimia", Bibliopolis, Edizioni di Filosofia e Scienze
[modifica] Collegamenti esterni
- (EN) Il rapporto 2004 del Dipartimento per l'Energia USA sulla fusione fredda e alcune critiche ad esso mosse
- Centro Ricerche di Frascati - Nuova energia da Idrogeno
- Sito di ricerca italiana sulla fusione fredda e altre fonti di energia
- www.overunity.it contiene un'analisi sulla fusione fredda e altre fonti di energia correlate
- Spiegazione della fusione fredda
- Protocollo innovativo per l'ipercaricamento di catodi di Palladio con Idrogeno messo a punto all'INFN di Frascati
- Sito LENR-CANR: Reazioni Nucleari di Bassa Energia Indotte Chimicamente; con informazioni e links per ricerche di Fusione Fredda con libreria on-line di oltre 450 articoli completi (in inglese e altre 3 lingue)
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