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In Cina, un team di ricercatori ha recentemente realizzato un straordinario passo avanti nella tecnologia nucleare sviluppando un dispositivo compatto in grado di generare reazioni nucleari controllate. Questo dispositivo, dalle dimensioni paragonabili a quelle di un estintore, ha la capacità di generare neutroni attraverso reazioni tra atomi di idrogeno e litio, un'impresa che apre la strada a innumerevoli applicazioni sia nel campo scientifico che industriale e della difesa.
Il cuore dell'innovazione risiede nel modo in cui queste reazioni sono controllate. Anziché affidarsi a grandi acceleratori di particelle, come spesso avviene nella produzione di neutroni a fini scientifici, il dispositivo cinese offre una soluzione portatile. Durante un esperimento che ha avuto una durata di circa 30 minuti, l'apparecchio è riuscito a generare circa 10 miliardi di neutroni al secondo, fornendo un fascio di particelle concentrato quanto un'unghia.
Nel meccanismo reattivo, i protoni dell'idrogeno si fondono con nuclei di litio, formando berillio e boro, come risultato della produzione di neutroni ad alta energia, fino a 3 milioni di elettronvolt. Queste reazioni nucleari richiedono che i nuclei atomici superino una sorta di barriera chiamata "repulsione coulombiana". Solitamente, i reattori a fusione termonucleare utilizzano correnti enormi e forti campi magnetici per trattenere la plasma, ma il nuovo dispositivo cinese s'impone come un'eccezione, impiegando un fenomeno noto come risonanza polarizzata. Grazie a questo, i protoni si allineano, aumentando la probabilità di reazioni nucleari di milioni di volte.
Sorprendentemente, questo piccolo reattore ha un funzionamento simile ad un "martello" fantascientifico. Un battitore meccanico colpisce con precisione una struttura di piezoceramica, generando impulsi di tensione di milioni di volt che durano nanosecondi. Questa scintilla avvia la trasformazione del gas idrogeno all'interno del reattore in plasma. Una volta attivato, un campo elettromagnetico rotante circonda la camera di lavoro, trasformando il plasma riscaldato in una perfetta sfera.
Sulla superficie di un catodo rivestito di litio, i protoni accelerati si uniscono, creando condizioni ambientali tali da fondere i nuclei di idrogeno e litio e da generare un flusso di neutroni ad alta energia. Un aspetto notevole di tale dispositivo è che utilizza materiali comuni, come idrogeno e litio, facilmente reperibili e capaci di offrire elevati tassi di reazione e ulteriori effetti di moltiplicazione dei neutroni.
I neutroni, essendo privi di carica, sono in grado di penetrare profondamente nei materiali, simili a un "faretto nucleare" che consente di rilevare composti chimici e biologici, fino a svelare le strutture atomiche dei virus. Inoltre, una tale tecnologia può facilitare il controllo non distruttivo di piccolissimi difetti e si può rivelare decisiva nel trattamento dei tumori profondi nel corpo umano.
Un altro vantaggio significativo di questo dispositivo è il consumo di energia, estremamente ridotto a soli 10 watt di corrente continua. La portabilità e l'autonomia sono caratteristiche fondamentali, rendendo tale strumento adatto a svariate applicazioni necessarie nel nostro mondo in continua evoluzione.
