E chi lo avrebbe mai detto che la chiave per comprendere la fusione nucleare sarebbe stata la maionese? A sostenerlo è Arindam Banerjee, fisico americano e professore associato di ingegneria meccanica alla Leigh University. Insieme al suo team di ricerca sta studiando l’interazione fra il metallo fuso e il gas e ha trovato una somiglianza con le dinamiche fra gli ingredienti della salsa a bassa temperatura.
Se i risultati venissero confermati si potrebbero fare passi avanti in settori come l’astrofisica e la geofisica. Si potrebbero risolvere problemi di fisica, innovare e migliorare processi industriali.
Cosa c’entra la maionese con la fusione nucleare
Sembra uno scherzo, ma non lo è: anzi è un processo molto serio che gli scienziati chiamano confinamento inerziale. Funziona mettendo un gas congelato in palline di metallo grandi quanto un pisello che vengono posizionate all’interno di una camera a centrifuga. Dopodiché vengono bombardate da laser ad alta potenza che comprimono il gas e lo riscaldano fino ad arrivare alla temperatura di qualche milione di Kelvin.
Questo processo avviene in pochi nanosecondi, ma spesso non arriva a compimento perché le palline esplodono prima di arrivare alla fusione. Ed ecco perché gli scienziati continuano a studiarlo, in questo caso con l’ausilio della maionese.
Banerjee ha creato diversi dispositivi per misurare ed esaminare le forze in gioco nei processi di confinamento inerziale. Si è concentrato sul fenomeno di insabilità di Rayleigh-Taylor, che riguarda i materiali di densità diverse in condizioni estreme e che ha delle similitudini con ciò che accade all’aria all’interno un palloncino.
Nella fattispecie il palloncino viene compresso, l’aria spinge contro la plastica che la contiene per cerare di uscire. A un certo punto, il palloncino scoppia per via della pressione. Allo stesso modo, nel processo di confinamento inerziale, l’azione del gas sulla capsula di metallo provoca un’esplosione.
In un esperimento, i ricercatori hanno versato della maionese in un contenitore di plexiglass e l’hanno sottoposta ad alcune delle condizioni del metallo. Hanno calcolato i parametri associati all’instabilità e ottenuto dei risultati sorprendenti.
I risultati dello studio per creare energia pulita
La maionese può aiutare nello studio della fusione nucleare perché ha proprietà reologiche specifiche. In alcuni casi si comporta come un solido elastico e in altri come un liquido plastico. “Usiamo la maionese perché si comporta come un solido, ma quando viene sottoposta a un gradiente di pressione, inizia a fluire”, ha spiegato Arindam Banerjee. Questo comportamento è molto simile a quello dei materiali nei reattori a fusione.
Gli scienziati hanno messo la maionese in una macchina rotante che simulava le condizioni di stress a cui è sottoposto il plasma in un reattore a fusione. Aumentando la velocità, hanno individuato il punto in cui la maionese passa da un comportamento elastico a uno plastico, fino al raggiungimento di uno stato instabile in cui comincia a fluire.
“Abbiamo trovato le condizioni in cui il recupero elastico era possibile e come poteva essere massimizzato per ritardare o sopprimere completamente l’instabilità”, ha spiegato Banerjee. Questo risultato porta a pensare di poterlo fare anche nei reattori a fusione, migliorando così la stabilità del plasma e l’efficienza della fusione stessa. Tuttavia, ci sono molte differenze tra un semplice condimento e i materiali usati nei reattori a fusione. Saranno necessari, quindi, ulteriori studi e ricerche.
