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La fusione nucleare presenta diversi ostacoli alla sua realizzazione a fini energetici, e uno di quelli principali è procurarsi il combustibile necessario per mantenere attiva la reazione. Il protagonista di questa notizia è il trizio, un isotopo dell’idrogeno estremamente raro in natura, ma decisamente indispensabile per quasi tutti i progetti di centrali a fusione.
Per questo motivo i futuri reattori dovranno essere in grado di produrlo autonomamente durante il funzionamento, ma come si potrà fare? Una ricerca appena pubblicata su arXiv e redatta da un gruppo di scienziati dell’Oak Ridge National Laboratory, della Cleveland Clinic e di IBM, offre nuovi spunti.
Il team è riuscito a utilizzare un computer quantistico insieme a un supercomputer tradizionale per simulare il comportamento del FLiBe, una miscela di litio, berillio e fluoro allo stato liquido considerata il materiale più promettente per generare e recuperare il trizio all’interno dei reattori a fusione. Ma perché serve un computer quantistico? Dovete sapere che il comportamento degli elettroni, responsabili dei legami tra gli atomi, diventa rapidamente troppo complesso da descrivere con i metodi tradizionali, pertanto serve una potenza di calcolo mostruosa.
I ricercatori hanno così scelto di adottare un approccio ibrido, dove il processore quantistico ha risolto le parti più difficili del problema, mentre il supercomputer ha completato il resto dei calcoli.
In questo modo sono riusciti a determinare nove diverse configurazioni molecolari del FLiBe e a capire con quale intensità il trizio si lega al materiale. Grazie a queste macchine il sogno della fusione potrebbe prima o poi diventare realtà, ed è un dato di fatto che conoscere questi meccanismi a livello atomico permetterà di progettare coperte di sali fusi molto più efficienti.
In pratica questi sistemi circonderanno il plasma dei futuri reattori, assorbendo i neutroni prodotti dalla fusione e trasformando il litio in nuovo trizio, creando così un ciclo quasi autosufficiente del combustibile.
Ma c’è un altro rovescio della medaglia, sempre positivo, che possiamo dedurre da questa esperienza. Il calcolo quantistico sta iniziando a uscire dai laboratori sperimentali per affrontare problemi concreti della scienza dei materiali, e sebbene sia ancora limitato e richieda l’aiuto dei supercomputer, è un segno di miglioramento.