Topolino #3329: Il padrone del buio

Topolino #3329: Il padrone del buio

Torna su Topolino la serie scientifica Topolino Comics&Science con una nuova avventura scritta da Francesco Artibani per i disegni di Stefano Intini. La storia è introdotta da una splendida copertina di Giorgio Cavazzano dove, sullo sfondo, troviamo uno degli avversari di Topolino ed Eta Beta: il famigerato Dottor Pi, ideato sempre da Artibani per la prima storia del ciclo.
L’avventura di questa settimana, che in qualche modo diventa di attualità viste le recenti notizie provenienti da Fukushima, si occupa di energia nucleare, in particolare del processo di fusione. Vediamo, dunque, cos’è questo processo fisico.

L’energia delle stelle

Fusione dell’idrogeno in elio – via commons

Il processo fisico della fusione nucleare è alla base dell’energia irradiata nello spazio dalle stelle che, come il nostro Sole, si trovano all’interno della sequenza principale nel diagramma di Hertzsprung-Russell, che mette in relazione la temperatura effettiva di una stella con la sua luminosità. Tale diagramma è molto utile nello studio dell’evoluzione stellare: le stelle, infatti, non sono sempre uguali a se stesse, ma cambiano nel corso della loro lunga storia in funzione di quali sono i processi fisici che agiscono al loro interno. In particolare per una stella all’interno della sequenza principale assume importanza fondamentale il processo di fusione nucleare.
Il primo a suggerire l’esistenza di un processo di tal genere come fonte dell’energia delle stelle fu Arthur Eddington nel 1920 nell’articolo The Internal Constitution of the Stars ((Eddington, A. S. (1920). The internal constitution of the stars. The Scientific Monthly. Vol. 11, No. 4 (Oct., 1920), pp. 297-303. (jstor).)). Nel suo articolo, l’astronomo britannico, ricordato soprattutto per aver fornito le prime prove sperimentali sulla correttezza della relatività generale di Albert Einstein, suggeriva che l’energia all’interno delle stelle fosse originata dalla fusione dell’idrogeno in elio con conseguente rilascio di energia, calcolata utilizzando l’equazione della relatività speciale, sempre di Einstein E = mc^2. La tesi di Eddington era basata sulle conoscenze dell’epoca:

  • la teoria stellare principale, l’ipotesi della contrazione, prevedeva che la velocità di rotazione della stella dovesse accelerare a causa della conservazione del momento angolare, ma ciò non veniva osservato;
  • secondo la relatività speciale di Einstein, una piccola quantità di materia poteva essere convertita in una grande quantità di energia;
  • alcuni anni prima Francis Aston aveva mostrato che la massa dell’elio era circa dello 0.8% più piccola rispetto alla massa totale dei quattro atomi di idrogeno necessari per produrlo, suggerendo così che una reazione di tal genere avrebbe prodotto un surplus di energia;
  • era sufficiente che la stella avesse appena un 5% di idrogeno per spiegare la produzione di energia;
  • si riteneva che le stelle fossero il crogiolo dentro cui, attraverso fusioni successive, venivano prodotti gli elementi più pesanti della tavola periodica a partire da quelli più leggeri.

Tutto questo diede modo a Eddington di proporre la sua sintesi sulla produzione dell’energia stellare, che oggi sappiamo corretta e che venne proseguita appena 5 anni dopo, nel 1925, nella tesi di dottorato dell’astronoma Cecilia Helena Payne-Gaposchkin.
Il sogno, sin dalla scoperta della possibilità tecnica di maneggiare le particelle subatomiche per produrre energia, è stato sin da allora quello di riuscire a riprodurre la fusione nucleare anche sulla Terra.

Il fantastico tokamak

Fissione e fusione nucleare sono due processi distinti non solo perché la fissione produce energia dalla rottura di nuclei pesanti, ma anche dalle difficoltà tecniche nel tenere sotto controllo la reazione stessa. Nel caso della fissione tale processo è tecnicamente più semplice, ma è altrettanto più semplice perderne il controllo, motivo per cui sono necessari sistemi di protezione estremi. Nel caso della fusione il controllo è tecnicamente più complesso e, a differenza della fissione, avrebbe come esito lo spegnimento della reazione. Il principale sistema di contenimento del plasma utilizzato per la fusione nucleare è il tokamak, peraltro protagonista di una vecchia storia in qualche modo genitrice di quella di Artibani e Intini, Il fantastico Tokamak (1983) di Romano Scarpa. Ideato negli anni Cinquanta del XX secolo dai fisici russi Igor Tamm e Andrei Sakharov a partire un’idea originale di Oleg Lavrentiev, il tokamak confina all’interno di una struttura toroidale (a ciambella) il plasma nucleare grazie a un opportuno campo magnetico.

Per permettere al plasma di raggiungere un equilibrio stabile le linee del campo magnetico si muovono intorno al toro con una forma elicoidale. Un campo magnetico di questo genere può essere generato aggiungendo un campo toroidale (che viaggia intorno al toro con forma circolare) e un campo poloidale (che viaggia in cerchi perpendicolari al campo toroidale). In un tokamak, il campo toroidale è prodotto da degli elettromagneti che circondano il toro, mentre il campo poloidale è il risultato di una corrente elettrica toroidale che scorre all’interno del plasma. Questa corrente è indotta all’interno del plasma con una seconda serie di elettromagneti.
In questo momento uno dei tokamak più noti e grandi al mondo è quello di ITER, progetto internazionale in fase di costruzione in Francia a Cadarache. La conclusione dei lavori dovrebbe avvenire nel 2025, mentre i primi esperimenti di fusione con deuterio e trizio nel 2035. Il progetto, come giusto che sia, è europeo, e tra i paesi che collaborano con la Francia troviamo anche l’Italia, che ha avuto il compito di sviluppare il sistema di innesco della reazione di fusione. Le operazioni sono state affidate al Consorzio RFX, che ha prodotto SPIDER (Source for the Production of Ions of Deuterium Estracted from a Radiofrequency plasma), un gigantesco dispositivo in grado di produrre ioni negativi. Ed è proprio intorno a un dispositivo di questo genere che ruota la storia scritta da Artibani.

Crisi energetica

Nel 2447 il futuro di Eta Beta deve affrontare una terribile crisi energetica: gli inneschi delle centrali nucleari a fusione sono tutti spenti. L’uomo del domani ha giusto l’energia sufficiente per mandare indietro nel tempo un messaggio in una bottiglia a Topolino, pregandolo di raggiungerlo grazie alla macchia del tempo di Marlin e Zapotec.
La sceneggiatura, dotata di un buon ritmo, integra perfettamente le spiegazioni scientifiche all’interno della storia, anche grazie ai disegni di Intini che nell’occasione diventano più dettagliati del solito. Lo stesso iniettore topolinese che Topolino ed Eta Beta vanno a recuperare nel 2019 è una precisa rappresentazione di SPIDER.

Giusto un paio di perplessità: il secondo avversario dei due viaggiatori nel tempo è il classico speculatore, che vuole boicottare la fusione nucleare in favore della geotermia, anch’essa energia pulita quanto la fusione stessa. Sarebbe stato, allora, più sensato un ritorno al petrolio se non addirittura alla fissione nucleare.
L’altra perplessità è, invece, legata all’eccessiva dipendenza energetica del futuro dalla fusione: l’inconveniente ai sistemi di innesco, infatti, ha lasciato il mondo del 2447 nel buio più completo, senza alcun sistema in grado di fornire anche solo quel minimo di energia sufficiente per illuminare le case e cucinare le pietanze.
Ad ogni buon conto, la storia si sviluppa in maniera semplice e lineare, ottimo mix tra indagine e avventura temporale, senza rinunciare alle battute divertenti che stemperano la tensione e rendono più agevole e veloce la lettura.