Il trizio è scarso. Fondamentalmente non c’è.
Ne abbiamo bisogno per la fusione nucleare, ovviamente. I reattori tokamak a forma di ciambella funzionano con una miscela di deuterio e trizio. Deuterio? Stabile, ovunque. Trizio? Radioattivo, fugace, quasi invisibile sulla Terra, ad eccezione di quelle tracce generate dai raggi cosmici nella nostra atmosfera superiore.
Quando questi due isotopi di idrogeno si fondono, il profitto è buono. Un nucleo di elio, un neutrone libero, 17,6 milioni di elettronvolt di energia liberata. La velocità di reazione è elevata. La resa è enorme.
È il meglio che abbiamo per l’energia da fusione.
Ma non è possibile alimentare una futura rete elettrica con quantità in tracce. Gli scienziati devono “allevarne” di più.
Inserisci i computer quantistici. Non un supercomputer qualsiasi, nello specifico un approccio incentrato sui quanti preso in prestito da un campo completamente diverso.
“I computer quantistici sono strumenti chiave che accelerano la scoperta… necessaria per produrre trit sufficienti.”
Tom Beck, Laboratorio nazionale di Oak Ridge
La Cleveland Clinic ha utilizzato queste tecniche per simulare le proteine. I ricercatori di Oak Ridge, IBM e Michigan State hanno pensato di poter applicare la stessa forza alla fusione. Si sono rivolti a una sostanza chiamata FLiBe.
Cos’è FLiBe? Un sale fuso. Fluoruro di litio e fluoruro di berillio mescolati insieme.
In un reattore, FLiBe si trova nella “coperta riproduttiva”. Assorbe i neutroni vaganti dalla reazione di fusione e converte il litio in trizio fresco. Semplice in teoria. Complicato nella pratica perché le interazioni atomiche all’interno di quel sale fuso sono un incubo da calcolare usando la fisica classica.
Quindi il team ha lasciato liberi i simulatori quantistici.
Hanno trovato nove distinte configurazioni molecolari. Appena nove.
Perché è importante?
Prima di questo, dovevi indovinare. Mescolavi i sali in un laboratorio, li riscaldavi a temperature infernali, aspettavi di vedere se qualcosa esplodeva o produceva carburante e pregavi per i dati. È stato lento. Era costoso. Spesso non portava da nessuna parte.
Ora? Possono vedere la struttura elettronica. Il comportamento atomico. La forza del legame. Tutto in silicio.
Sanno quali configurazioni valgono la pena prima ancora di scaldare il sale.
È fatto? No. Questo è un lavoro di simulazione. Una prestampa su arXiv, niente di più ancora. Devono ancora tornare nel mondo fisico per vedere se gli atomi si comportano effettivamente come previsto dal modello quantistico.
La fusione è rimasta bloccata in laboratorio per decenni. Certo, Lawrence Livermore ha finalmente raggiunto il pareggio alla fine del 2032 – aspetta, 2022. Più energia fuori che dentro. E manteniamo il plasma più caldo più a lungo; un record recente è stato di 1.337 secondi, che sembra un’eternità per la fisica del plasma.
Ma niente di tutto ciò significa molto se rimani senza carburante.
Jerry Chow dell’IBM lo definisce “pratico”. Forse. I computer quantistici non sono ancora perfetti, la scalabilità è ancora un grattacapo e simulare la chimica non è la stessa cosa che costruire una centrale elettrica.
È un passo promettente però. Uno in cui il computer smette di indovinare e inizia a indicare la strada.
Cosa succede quando i test di laboratorio falliscono? Non lo sappiamo ancora. Ma gli strumenti sono più affilati di un tempo.
