Produrre energia dal laser: progetti in corso e speranze future per l’idrogeno

Oggi lo si trova un po’ dovunque, dalle linee telefoniche agli scanner dei supermercati, nei giocattoli, nei Dvd, nelle apparecchiature chirurgiche, fino ai dispositivi scientifici piu’ avanzati. Eppure il laser esiste da appena 50 anni e l’anniversario della sua scoperta è caduta settimana scorsa. Il 16 maggio del 1960, infatti, l’americano Thomas Maiman accese per la prima volta una luce laser nel laboratorio di ricerca della Hughes a Malibu in California, proiettando un punto rosso da un apparecchio da lui costruito ad un congegno fotosensibile.

LE POTENZIALITA’ DEL LASER
”Oggi lo diamo scontato come la ruota, una ruota invisibile”, ha detto in una recente intervista Tom Baer del Photonics Research Center di Stanford, secondo cui la tecnologia laser ”ha un impatto su almeno metà del prodotto lordo Usa”. ”Tutta l’infrastruttura economica statunitense e non solo, si basa su dati trasmessi attraverso le fibre ottiche grazie al laser”, sottolinea Baer.
”C’è voluto un po’ prima che il laser diventasse qualcosa di più che uno studio accademico”, afferma Jeff Hecht, autore di diversi libri sulla storia del laser e dell’ottica. La prima applicazione pratica risale al 1961 quando Charles Campbell e Charles Koester utilizzarono un laser per distruggere un tumore in un occhio di un loro paziente. E, nel 1965, James Russel inventò il laser compact disc, precursore dei moderni dispositivi ottici. Il primo codice a barre è stato invece letto in un supermercato nel 1974, mentre il primo cavo a fibra ottica transatlantico è stato posato nel 1988. Negli anni Novanta è stato poi realizzato una specie di ”raggio della morte”. Anche se non esistono (ancora) spade tipo Star Wars, su un Boeing 747 è stato montato un laser capace di surriscaldare il carburante dei missili balistici fino a farli esplodere a grandi distanza dai loro obiettivi.

UN PLURI-PREMIO NOBEL
Dalla sua invenzione il laser ha giocato un ruolo fondamentale nell’ottenimento di almeno 15 nobel per la fisica. Ma la speranza più grande è quella di poter un giorno, forse non troppo lontano, usare il laser anche per la fusione dell’idrogeno.

IL LASER PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA
Ad occuparsi di questo progetto è il National Ignition Facility – (Centrale nazionale di fusione nucleare a confinamento inerziale, in sigla Nif) – completato di recente presso il laboratorio nazionale di Lawrence Livermore, 80 chilometri da San Francisco. Il Nif è una struttura finanziata dal governo, dotata di 192 laser giganteschi in grado di produrre 50 volte l’energia ottenuta dai precedenti sistemi di fusione laser. Come funziona? I 192 laser concentrano in contemporanea tutta la loro energia su una camera-bersaglio, del tipo di quelli solitamente adoperati per esplorare gli abissi oceanici. Al centro di questa camera-bersaglio è collocata una capsula dorata che contiene un pellet di idrogeno congelato. Una volta che uno di questi pellet è riscaldato e compresso dai laser, raggiunge temperature superiori agli 800 milioni di gradi Fahrenheit, “molto più della temperatura interna del Sole“.
Cosa ancora più importante, ciascuna pellet surriscaldata emana una vampata di energia che può essere incanalata per riscaldare sale liquido e produrre enormi quantità di vapore in grado di alimentare a loro volta una turbina e creare elettricità per le nostre abitazioni, proprio come fa oggi il carbone, con la differenza che questa energia sarebbe a emissioni zero di anidride carbonica, disponibile in tutto il globo, sicura, affidabile e integrabile senza soluzione di continuità alla rete elettrica esistente.

VERSO LA PRODUZIONE DI IDROGENO
La prossima fase – che il Nif prevede di portare a compimento entro i prossimi due-tre anni – consentirà di dimostrare che è effettivamente possibile, in laboratorio, rivolgere ripetutamente i 192 laser del Nif verso molteplici pellet a idrogeno e produrre così più energia di quanta ne serva ad alimentare i laser stessi, ottenendo quello che si definisce un “guadagno energetico”. “È a questo che si riferiva Einstein quando dichiarò che E è uguale a mc2: servendoci dei laser possiamo produrre enormi quantità di energia da minuscole quantità di materia“.