Quando la maionese aiuta a controllare la fusione nucleare

La fusione nucleare, il processo che alimenta le stelle trasformando l’idrogeno in elio a temperature e pressioni estreme, rappresenta una delle maggiori speranze per una fonte di energia pulita e quasi illimitata sulla Terra. Tuttavia, ricreare le condizioni necessarie alla fusione nucleare sul nostro pianeta si sta rivelando una sfida colossale. Tuttavia, un nuovo studio ha appena proposto un approccio inaspettato per andare avanti in questo settore, utilizzando… la maionese. Questa scoperta originale potrebbe fornire preziose informazioni sulla risoluzione dei problemi persistenti legati alla fusione nucleare.

Le sfide della fusione nucleare

IL fusione nucleare è il processo mediante il quale i nuclei di atomi leggeri, come l’idrogeno, si combinano per formare nuclei più pesanti, liberando un’enorme quantità di energia. Questo fenomeno si verifica naturalmente nel cuore delle stelle, compreso il nostro Sole, dove temperature e pressioni sono estremamente elevate. L’idea è riprodurre questa reazione sulla Terra per creare una fonte di energia pulita, abbondante e sostenibile.

Tuttavia, realizzare la fusione nucleare sul nostro pianeta rappresenta una vera sfida a causa del condizioni estreme necessarie affinché il processo avvenga. Le temperature necessarie per fondere i nuclei di idrogeno sono infatti dell’ordine di diversi milioni di gradi Celsius. Per dare un’idea, queste temperature sono circa dieci volte superiori a quelle del Sole. Questo intenso calore è necessario per superare la naturale repulsione tra i nuclei di idrogeno che sono tutti carichi positivamente e si respingono a vicenda.

Oltre al calore, è necessario creare una pressione sufficiente per forzare i nuclei abbastanza vicini da fondersi. Gli scienziati utilizzano metodi diversi per raggiungere queste condizioni. Uno degli approcci è il confinamento inerziale dove I pellet di gas idrogeno vengono riscaldati e compressi da potenti laser. L’obiettivo è raggiungere temperature e pressioni che innescheranno la fusione.

Tuttavia, questo approccio presenta problemi. Il gas riscaldato si espande e fa esplodere le capsule metalliche prima che possa avvenire la fusione. Gestire questi materiali a temperature e pressioni così estreme rappresenta quindi una sfida importante per i ricercatori.

La maionese come modello di comportamento materiale

In una sorprendente ricerca pubblicata a maggio in Revisione fisica Eun team ha esplorato un aspetto inaspettato di questo problema utilizzando maionese. Guidato da Arindam Banerjee, un ingegnere meccanico della Lehigh University, questo studio mirava a comprendere meglio il comportamenti dei materiali sotto pressione in condizioni più accessibili, ma rilevanti per la fusione nucleare.

Infatti, come un’emulsione di olio e uovo, questa salsa fredda si comporta inizialmente come un solido elasticoil che significa che ritorna in forma dopo essere stato pressato. Se sottoposto a maggiori sollecitazioni diventa plastico e perde la capacità di ritornare alla forma iniziale. Infine, a pressioni ancora più elevate, diventa instabile e comincia ad affondare. Queste transizioni di fase forniscono analogie utili per comprendere i cambiamenti nei metalli fusi ad alte temperature, il che potrebbe aiutare a progettare materiali più resistenti per i reattori a fusione.

Nell’ambito del loro lavoro, i ricercatori hanno quindi utilizzato la maionese in una macchina progettata per testarne la viscosità e il comportamento quando sottoposta a questi vincoli. Lo studio ha quindi permesso loro di farlo caratterizzano le condizioni in cui la maionese passa dallo stato plastico allo stato fluidofornendo dati preziosi per l’ottimizzazione dei materiali negli ambienti di fusione. Questo approccio innovativo potrebbe migliorare la stabilità delle capsule metalliche e quindi far avanzare la tecnologia della fusione nucleare.