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SCIENZA
tratto dal n. 04/05 - 2011

DOPO FUKUSHIMA. L’invito a riflettere di un grande fisico

Ricerca o decadenza


È necessario studiare e capire di più le leggi naturali che governano il mondo in cui viviamo e potenziare la nostra cultura scientifica in ogni direzione. Sull’energia il momento delle scelte definitive è ancora lontano. La trasmissione di conoscenza tra le diverse generazioni non va interrotta


di Giorgio Salvini


Ricercatori al lavoro sull’esperimento Alice al Cern [© Cern]

Ricercatori al lavoro sull’esperimento Alice al Cern [© Cern]

 

Le notizie sul grave incidente nucleare di Fukushima, arrivate inattese e violente, ci insegnano che non conosciamo a sufficienza la nostra terra e i metodi migliori per soddisfare le nostre attuali esigenze di energia. Così in queste mie riflessioni vorrei – dopo aver preventivamente offerto un riassunto delle fonti di energia necessarie al nostro progresso civile – ribadire la necessità di ricercare, di sviluppare nuove indagini e di aprire nuovi laboratori. Vorrei anche sottolineare l’importanza delle università, nel loro ampio significato di luogo di indagine attiva su quanto ancora non conosciamo e di deposito della conoscenza e della cultura raggiunta da trasmettere alle nuove generazioni. Perché senza un’attiva collaborazione tra le generazioni la civiltà di un Paese è destinata a un’inevitabile decadenza.
Una considerazione generale: l’homo sapiens è da millenni su questa terra, la riconosce come sua e la ama. Ma la terra sussulta e si scuote, tende a cancellare con sismica violenza ciò che l’uomo ha costruito. Il livello 9 della scala Richter, il massimo finora mai raggiunto, può cancellare ogni costruzione. E i sussulti interni del suolo possono indurre onde altissime, sino a venti metri, in grado di spazzare via intere regioni costiere. Ma nonostante l’imprevedibilità del pianeta sul quale viviamo, l’uomo continua ad amare la terra, e il suo lavoro per le nuove opere future è commovente. È su questa fiducia, e per certi versi solitudine, dell’uomo che posso impiantare il mio discorso sull’energia.

Le nostre fonti di energia
Una cosa è ben nota: tutta l’energia che possiamo raccogliere sulla terra è di origine nucleare. Il sole, con la fusione dall’idrogeno in elio e altri nuclei leggeri, è il nostro grande reattore nucleare. L’energia che si sprigiona in forma di neutrini, elettroni e fotoni si irradia dal sole. Quella piccola parte di energia solare che investe la nostra terra da alcuni miliardi di anni è quella che ha permesso il fiorire della vita animale e vegetale sul nostro pianeta. Non solo, ma i residui incombusti accumulati (petrolio, carbone ecc.) nella crosta terrestre sono divenuti la fonte essenziale per la nostra sopravvivenza (riscaldamento, cibo, movimento delle macchine, trasporti, eccetera).
Recentemente – settanta anni or sono, nel 1941 – si è arrivati a un uso diretto dell’energia nucleare, utilizzando quella piccola frazione degli atomi di uranio che si trova in natura, l’isotopo 235. Esso si rompe in nuclei meno pesanti catturando neutroni (la fissione) e dando emissione notevole di particelle cariche e di raggi Gamma e soprattutto di nuovi neutroni. Edoardo Amaldi, Enrico Fermi e la famosa scuola di via Panisperna hanno avuto una parte fondamentale nella storia della scoperta di questa energia nucleare.
Questo è stato il passo iniziale di una immensa, interessata curiosità umana: studiare nuovi processi di energia nucleare che ci permettano di impiegare altri elementi, oltre al raro uranio 235.
Una via recentemente ricordata da Carlo Rubbia, ma che già lui e altri indicarono negli scorsi decenni, è l’impiego del torio in luogo dell’uranio. È una via possibile che presuppone nuovi reattori nucleari con un potente iniettore iniziale di protoni di alta energia. Questi reattori con torio, sia per la loro minore produzione di scorie sia per la non correlazione con la produzione di armi nucleari, potrebbero essere meno insidiosi di quelli che fanno uso dell’uranio. Sarebbe un errore non approfondire negli anni venturi queste ricerche con il torio.
Ma c’è una via alla quale centinaia di fisici in tutto il mondo si stanno dedicando: la diretta fusione di elementi leggeri in nuclei più pesanti. Non è una situazione concettualmente molto diversa dalla combustione chimica di idrogeno e ossigeno in acqua, ma con l’enorme differenza che ogni processo elementare di fusione nucleare mette a nostra disposizione una energia un milione di volte maggiore di una ordinaria reazione chimica. Questa ipotesi è allo studio ma richiede soluzioni tecniche originali e complicate. Essa sta procedendo con qualche incertezza e scetticismo.
Non mancano poi tentativi di arrivare a una fusione nucleare fredda. Personalmente non ripongo molta speranza in questa via ma, se realizzata, certo risulterebbe un enorme, definitivo successo.
Quindi, riuscire a fondere direttamente i nuclei più leggeri (la fusione nucleare) per cavarne energia è lo sforzo da perseguire nei prossimi decenni, anche perché è ragionevole pensare che la fonte principale di energia fino a oggi utilizzata – cioè petrolio, carbone e altri combustibili fossili – non sarà sufficiente per rispondere alle esigenze dei prossimi secoli. Inoltre la terra con la sua atmosfera può essere lentamente avvelenata dalle nostre combustioni.

La centrale giapponese di Fukushima gravemente danneggiata dal terremoto dell’11 marzo scorso [© Associated Press/LaPresse]

La centrale giapponese di Fukushima gravemente danneggiata dal terremoto dell’11 marzo scorso [© Associated Press/LaPresse]

L’energia solare e l’atomo
A questo punto è naturale guardare ancora all’immensa energia che il sole ci manda e chiederci se non possiamo imbrigliarla in quantità adeguata alle nostre esigenze. Questa domanda, che sollecita la mente umana da molti secoli, è tutt’altro che irragionevole: basti pensare che il sole, nelle giornate senza nuvole, manda sulla terra ogni secondo una energia (potenza) pari a circa mille watt per metro quadrato. Questo significa che – se potessimo convertirla in forma utile – l’energia riversata dal sole in un anno su un deserto ampio come la Penisola Arabica è paragonabile a tutta l’energia ricavabile dalle nostre riserve di petrolio. L’energia solare è quindi una preda ghiotta e gli studi recenti condotti nei Paesi più avanzati ci permettono di sperare in un grande contributo del fotovoltaico per la nostra energia elettrica in ogni uso civile. Ma porre questi progressi del fotovoltaico in opposizione e in alternativa al nucleare è stolto.
Le recenti vicende giapponesi hanno di nuovo messo in dubbio la sicurezza delle centrali nucleari, e anche il nostro Paese, che sembrava intenzionato – dopo vent’anni – a riaprirsi alla tecnologia nucleare, ha dichiarato una moratoria sulle nuove centrali; mentre due giganti industriali come la Germania e gli Stati Uniti potrebbero chiudere le centrali esistenti, o decidere di ritardare la costruzione di quelle nuove. Inviterei a riflettere, però, sul fatto che, per mancanza di sufficiente cultura e di studi, non siamo in condizioni oggi, di arrivare a decisioni così definitive. Infatti è ragionevole pensare che, prima o poi, l’energia chimica (combustione di petrolio o di carbone) non basterà più, e dovremo guardare inevitabilmente al nucleare. Non sappiamo ancora se e quando arriveremo alla fusione nucleare, ma nel frattempo dobbiamo sfruttare l’uranio, o simili nuclei pesanti.
Proprio per questo è necessario studiare e capire di più le leggi naturali che governano il mondo in cui viviamo: studiare la terra e i suoi moti, cercare le leggi della fisica e della matematica che regolano la materia, insomma potenziare la nosta cultura scientifica in ogni direzione. Il momento delle scelte definitive è ancora lontano.

Curiosità e ricerca
Quel che voglio difendere è dunque la catena: curiosità – ricerca – ricerca scientifica – trasmissione della cultura – scuola e università.
Il compito di questa catena è quello di portare il sapere e le capacità umane oltre gli attuali limiti, e quindi a un più elevato e sicuro rapporto con il nostro universo.
Abbiamo seguito la storia drammatica, e forse in qualche momento anche assurda, dell’università in Italia negli ultimi decenni. Ebbene, io voglio qui ribadire un concetto fondamentale: università e scuola debbono significare la trasmissione e il miglioramento della nostra cultura da una generazione all’altra. Se questa catena si interrompe, si perde una generazione ed è una catastrofe immensa. Dobbiamo avere orrore della disoccupazione giovanile e difendere l’università al di là dei diversi modelli e modi di azione che ogni Paese ha scelto o sceglierà. La scuola e l’università sono un momento fondamentale della nostra vicenda umana, eppure le istituzioni politiche e molti dei nostri intellettuali sembra non l’abbiano ancora capito.
Il più profondo ammonimento della recente sventura giapponese è che dobbiamo studiare e capire sempre di più il nostro pianeta e continuare le nostre ricerche. I gravi errori che ancora possiamo fare, come nel campo dell’energia, devono essere uno stimolo ad aumentare le nostre conoscenze, e un antidoto alla presunzione di saperne abbastanza.


Una linea di azione
Dobbiamo lavorare e cercare di capire la natura del mondo in cui viviamo. Nel caso dell’energia disponibile all’uomo le vie aperte sono tutte valide e difficili. Il dibattito relativo alla costruzione di nuove stazioni eoliche e fotovoltaiche che soddisfino almeno in parte le nostre esigenze è in aumento e la questione invita alla collaborazione e allo scambio internazionali. Quanto alle nuove e sicure centrali nucleari, vedremo come evolverà la discussione mondiale nei prossimi mesi, ma credo che il nucleare da fissione andrà avanti, pur con profonde modifiche e cautele.
Saranno vie lunghe e impegnative ma uniranno uomini di razze e nazioni diverse. D’altra parte, la risonanza internazionale sui fatti di Fukushima ci fa comprendere che ormai tutti gli uomini del pianeta sanno collaborare tra loro: il Cern, per esempio, è un ottimo esempio di possibile collaborazione mondiale. In conclusione, questa mia nota invita a meditare sulla vicenda giapponese: essa ci indica che non sappiamo ancora controllare le risorse che impieghiamo e gli impianti che realizziamo, ma d’altra parte non possiamo rinunciare a essi. Rafforziamo i controlli e, per battere vie nuove, apriamo nuovi laboratori. Attiviamo la fantasia delle nuove generazioni e spieghiamo che nel futuro c’è lavoro e impegno per tutti; investiamo sulle scuole e sulle università. Insomma, consideriamo la trasmissione e il miglioramento della nostra cultura da una generazione all’altra come un bene fondamentale e  inderogabile.



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