Il 5 dicembre, gli scienziati del National Ignition Facility hanno raggiunto una svolta nella fusione nucleare producendo una reazione con un guadagno di energia. Potrebbe essere un passo verso un mondo in un lontano futuro in cui la fusione è una fonte di energia.

Il mese scorso, la stella più vicina alla Terra era in California. In un laboratorio, per la prima volta, i laser più grandi del mondo hanno costretto gli atomi di idrogeno a fondersi insieme nello stesso tipo di reazione che produce energia che accende il sole. È durato meno di un miliardesimo di secondo. Ma, dopo sei decenni di fatiche e fallimenti, il Lawrence Livermore National Laboratory ha dimostrato che si poteva fare. Se un giorno la fusione diventasse energia commerciale, sarebbe senza fine e priva di emissioni di carbonio. In altre parole, cambierebbe il destino umano. Come vedrai, c'è ancora molta strada da fare. Ma dopo la svolta di dicembre, siamo stati invitati a visitare il laboratorio e incontrare il team che ha portato il potere delle stelle sulla Terra.

La fusione incontrollata è facile da padroneggiare tanto tempo fa che i film sono in bianco e nero. La fusione è ciò che fa una bomba all'idrogeno, rilasciando energia costringendo gli atomi di idrogeno a fondersi insieme. Ciò che è stato impossibile è stato sfruttare i fuochi dell'Armageddon in qualcosa di utile.

Il Lawrence Livermore National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti aiuta a mantenere armi nucleari ed esperimenti con la fisica ad alta energia. Un'ora a est di San Francisco, abbiamo incontrato il direttore di Livermore, Kim Budil, nel laboratorio che ha fatto la storia, il National Ignition Facility.

Kim Budil: Il National Ignition Facility è il laser più grande e più energico del mondo. È stato costruito a partire dagli anni '1990, per creare in laboratorio condizioni che prima erano accessibili solo negli oggetti più estremi dell'universo, come il centro di pianeti giganti, o il sole, o nel funzionamento di armi nucleari. E l'obiettivo era quello di essere davvero in grado di studiare quel tipo di condizione ad altissima energia e ad alta densità in molti dettagli.

Il National Ignition Facility, o NIF, è stato costruito per 3.5 miliardi di dollari per accendere la fusione autosufficiente. Ci hanno provato quasi 200 volte in 13 anni. Ma come un'auto con una batteria scarica, il "motore" atomico non si accenderebbe mai.

Scott Pelley: NIF ha disegnato alcuni soprannomi.

Kim Budil: Sì. Per molti anni la “Not Ignition Facility”, la “Never Ignition Facility”. Più recentemente la "Facilità di quasi accensione". Quindi, questo recente evento ha davvero inserito Ignition nel NIF.

Accensione significa innescare una reazione di fusione che emette più energia di quella immessa dai laser.

Kim Budil: Quindi, se riesci a renderlo abbastanza caldo, abbastanza denso, abbastanza veloce e tenerlo insieme abbastanza a lungo, le reazioni di fusione iniziano ad autosostenersi. Ed è proprio quello che è successo qui il 5 dicembre.

Il mese scorso, il colpo laser sparato da questa sala di controllo ha immesso nell'esperimento due unità di energia, gli atomi hanno iniziato a fondersi e ne sono uscite circa tre unità di energia. Tammy Ma, che guida le iniziative di ricerca sulla fusione laser del laboratorio, ha ricevuto la chiamata mentre aspettava un aereo.

Tammy Ma: E sono scoppiata a piangere. Erano solo lacrime di gioia. E in realtà ho iniziato fisicamente a tremare e– e saltare su e giù, sai, al cancello prima che tutti salissero a bordo. Tutti dicevano: "Cosa sta facendo quella pazza?"

Tammy Ma va matta per l'ingegneria.

Ci ha mostrato perché il problema della fusione farebbe piangere chiunque. Innanzitutto, c'è l'energia richiesta che viene fornita dai laser in questi tubi che sono più lunghi di un campo da calcio.

Scott Pelley: E quanti sono in tutto?

Tammy Ma: 192 laser totali.

Scott Pelley: Ognuno di questi laser è uno dei più energici al mondo e ne hai 192.

Tammy Ma: È piuttosto bello, vero?

Beh, piuttosto caldo in realtà, milioni di gradi, motivo per cui usano le chiavi per bloccare i laser.

I raggi colpiscono con una potenza 1,000 volte superiore a quella dell'intera rete elettrica nazionale. Le tue luci non si spengono a casa quando fanno uno scatto perché i condensatori immagazzinano l'elettricità. Nei tubi, i raggi laser si amplificano correndo avanti e indietro e il flash dura una frazione di secondo.

Tammy Ma: Dobbiamo arrivare a queste condizioni incredibili; più caldo, più denso del centro del sole e quindi abbiamo bisogno di tutta quell'energia laser per raggiungere queste densità di energia molto elevate.

Tutto quel colpo vaporizza un bersaglio quasi troppo piccolo per essere visto.

Scott Pelley: Posso tenere questa cosa?

Michael Stadermann: Assolutamente

Scott Pelley: Incredibile. Assolutamente fantastico.

Il team di Michael Stadermann costruisce i proiettili cavi caricati con idrogeno a 430 gradi sotto zero.

Michael Stadermann: La precisione di cui abbiamo bisogno per realizzare questi fusti è estrema. I gusci sono quasi perfettamente rotondi. Hanno una rugosità cento volte migliore di uno specchio.

Se non fosse più liscio di uno specchio, le imperfezioni renderebbero disomogenea l'implosione degli atomi provocando uno sfrigolio di fusione.

Scott Pelley: Quindi questi devono essere il più vicino possibile alla perfezione umanamente possibile.

Michael Stadermann: Esatto. Esatto, e pensiamo che siano tra gli oggetti più perfetti che abbiamo sulla Terra.

Il laboratorio di Stadermann persegue la perfezione vaporizzando il carbonio e formando il guscio dal diamante. Ne costruiscono 1,500 all'anno per farne 150 quasi perfetti.

Michael Stadermann: Tutti i componenti sono riuniti sotto il microscopio stesso. E poi l'assemblatore usa degli stadi elettromeccanici per mettere le parti dove dovrebbero andare - spostarle insieme, e poi applichiamo la colla usando un capello.

Scott Pelley: Un capello?

Michael Stadermann: Sì. Di solito qualcosa come un ciglio o è simile, o un baffo di gatto.

Scott Pelley: Applichi la colla con un baffo di gatto?

Michael Stadermann: Esatto.

Scott Pelley: Perché deve essere così piccolo?

Michael Stadermann: Il laser ci fornisce solo una quantità finita di energia e per guidare una capsula più grande avremmo bisogno di più energia. Quindi è un vincolo della struttura che hai visto che è molto grande. E nonostante le sue grandi dimensioni, si tratta di ciò che possiamo guidare con esso.

Scott Pelley: Il bersaglio potrebbe essere più grande, ma poi il laser dovrebbe essere più grande.

Michael Stadermann: Esatto.

Il 5 dicembre, hanno usato un bersaglio più spesso in modo che mantenesse la sua forma più a lungo e hanno capito come aumentare la potenza del colpo laser senza danneggiare i laser.

Tammy Ma: Quindi questo è un esempio di bersaglio prima dello sparo...

Tammy Ma ci ha mostrato un gruppo bersaglio intatto. Quel guscio di diamante che hai visto è dentro quel cilindro color argento.

Questa assemblea entra in una camera a vuoto blu, alta tre piani. È difficile da vedere qui perché è irta di laser e strumenti.

Questo strumento lo chiamano Dante perché, ci hanno detto, misura i fuochi dell'inferno. Un fisico ha detto: "Dovresti vedere l'obiettivo che abbiamo fatto saltare il 5 dicembre".

Il che ci ha fatto chiedere: "Potremmo?"

Scott Pelley: L'hai già visto?

Tammy Ma: Questa è la prima volta che lo vedo.

Leggi di più alla fonte: All'interno della svolta della fusione nucleare che potrebbe essere un passo verso un'energia pulita illimitata in un lontano futuro - CBS News