IL CENTRO ENEA DI FRASCATI

Quando Einstein, all’inizio del XX secolo dimostrò che un piccolo quantitativo di massa poteva, in teoria, essere convertito in un enorme quantità di energia non immaginava che la sua famosa equazione E=mc² avrebbe aperto la strada per comprendere i processi fisici che avvengono all’interno delle stelle.

Dopo anni di studi e ricerche, il traguardo è stato raggiunto. Ora siamo consapevoli che l’energia prodotta dal sole è dovuta al processo di fusione dei nuclei d’idrogeno, il gas di cui è esso è per la maggior parte composto.

Generare in laboratorio un piccolo sole, cioè una fonte di energia inesauribile, pulita e sicura è uno dei molteplici progetti che il Centro Enea di Frascati sviluppa in collaborazione con università ed enti di ricerca italiani e stranieri.  Sono stati proprio gli esperimenti effettuati con il “Tokamak” di Frascati che hanno prodotto un’efficace accelerazione nel settore della ricerca sulla fusione.

Frascati Tokamak Upgrade (FTU), progettato dagli ingegneri e fisici del Centro, è una macchina affascinante. Immaginate di riscaldare, all’interno di una ciambella di circa sei metri di circonferenza, del gas d’idrogeno fino al punto in cui i suoi atomi, a causa dell’elevata temperatura, si scindono in una miscela di particelle cariche. Poiché per ottenere la reazione di fusione tra i nuclei atomici  il gas deve raggiungere una temperatura di un centinaio di milioni di gradi (cioè circa cinque volte maggiore che nel nucleo del sole), per impedire alle particelle di venire a contatto con il recipiente di contenimento, il gas viene tenuto sospeso nel vuoto attraverso bobine magnetiche che avvolgono l’ anello.

Il particolare tipo d’idrogeno che serve come combustibile per la fusione dei nuclei è il deuterio e ne basterebbero pochi grammi, che si possono ricavare da un centinaio di litri d’acqua comune, per fornire energia a un uomo per l’intera vita.

E’ tuttavia necessario, per rendere economicamente interessante questa tecnologia, che la fusione dei nuclei avvenga con abbondanza tale da raggiungere e superare l’energia utilizzata per il riscaldamento e l’intrappolamento del combustibile.  Questo traguardo non è lontano ma, una volta raggiunto, bisognerà capire se quel gas acceso potrà davvero sviluppare un fuoco che si auto mantenga come avviene nel sole: la sfida scientifica più ambiziosa mai concepita dall’uomo.

Un altro obiettivo che i ricercatori del Centro di Frascati stanno perseguendo in collaborazione con Europa, Giappone, Cina, Russia, Stati Uniti, Corea e India, è la costruzione di ITER, un reattore sperimentale a fusione che sarà in grado di produrre, anche se solo per poche decine di minuti, una quantità di energia maggiore di quella utilizzata per riscaldare il combustibile.

I laboratori dell’Enea, ubicati su un’area in cui si trova la più grande concentrazione a livello italiano di attività scientifiche, non costituiscono solo un polo di eccellenza nel campo della fusione. In questo Centro, dove lavorano più di 400 dipendenti, le competenze spaziano dal campo dell’energia, biologia, e robotica a quello delle tecnologie laser, trattamento dei materiali e tutela ambientale.

I risultati raggiunti hanno offerto all’industria italiana un valido supporto nel loro costante processo d’innovazione tecnologica, oggi indispensabile in un mercato globale, ma hanno trovato anche applicazioni in svariati settori.

Qui è stato ideato “Atlas”, un lidar (Laser Imaging Detection and Ranging) per il telerilevamento – anche a chilometri di distanza – dell’inquinamento atmosferico, che le amministrazioni locali utilizzano per individuare le concentrazioni d’idrocarburi, ammoniaca, ozono e particolato nell’ambiente urbano. Anche i radar  ottici che trovano applicazioni nel settore dei beni culturali sono frutto della sinergia tra i vari laboratori e dell’acquisita esperienza dei ricercatori nello studio dei sistemi a laser. Si tratta di strumenti che permettendo il rilevamento, in tempi rapidi, di danni o alterazioni, consentono ai restauratori di intervenire tempestivamente bloccando il processo di deterioramento delle opere d’arte. Ed è sempre in questi laboratori che, al fine di tutelare i cittadini, si stanno studiando sensori in grado di individuare “esplosivi nascosti” cioè quelli utilizzati, soprattutto, dalle organizzazioni terroristiche.

Ma l’Enea di Frascati non è solo questo. Coscienti della necessità di un dialogo fra scienza e società, i ricercatori del Centro sono impegnati a diffondere sul territorio la cultura scientifica. La partecipazione alla “notte dei ricercatori” e alla “settimana della cultura scientifica”, l’organizzazione d’incontri con amministratori pubblici e imprenditori e la programmazione di visite guidate per studenti universitari e di scuole medie superiori ne sono un concreto esempio.

Simona Fumagalli

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