Le domande a cui deve rispondere un insegnante di Tecnologia durante una lezione sono molte. Ma certamente, se andiamo oltre i “Com’è fatto?” e i “Come funziona?”, troveremo un certo numero di “Cosa vuol dire?” da soddisfare. La nostra è la materia delle parole difficili: ci sono molti termini tecnici da conoscere di cui spesso i ragazzi non colgono il significato, ma non solo. La nostra è una materia viva, in continua evoluzione, che ogni anno ha cose nuove da raccontare e quindi anche parole nuove da far conoscere.
È certamente il caso del termine “transizione” che per tutto il 2021 ha riempito i giornali e le pagine web. Ritengo sia interessante soffermarsi non soltanto sul suo significato, ma anche sul perché viene utilizzato: oggi parliamo infatti di transizione “ecologica”, “energetica”, “digitale” individuando il tempo che viviamo come un momento di passaggio e cambiamento. Una fase che servirà a portare il mondo verso un futuro più attento al consumo delle risorse disponibili e alle generazioni che verranno. Tutto questo avverrà attraverso un’assunzione di responsabilità politica da parte della comunità internazionale, ma anche promuovendo la ricerca nelle scienze applicate, cioè nella tecnologia.
Eccoci quindi tirati in ballo… saremo capaci di spiegare il contributo che la nostra disciplina può dare al cambiamento o ci accontenteremo di insegnarla come quando si aveva grande fiducia nei combustibili fossili, nell’estrema versatilità della plastica e nella durata infinita del cemento armato? Troppo ambizioso? “Ho solo due ore, non posso fare tutto io”? “Nelle mie classi non ce la farebbero a capire”? La curiosità ci guiderà come sempre a trovare risposte sorprendenti a tutte queste domande. Il 2022 del blog sarà dedicato alle “parole e alle cose” della transizione, in tutte le sue diverse accezioni.
ACCENDERE UNA STELLA SULLA TERRA: IL FUTURO DELL’ENERGIA
Partiamo con le trasformazioni legate all’energia. Recentemente, a causa dell’aumento delle bollette, si è tornati a parlare di nucleare e in particolar modo di fusione. A che punto è la ricerca su questo processo che ha l’ambizione di realizzare le reazioni che avvengono nel sole sulla Terra per soddisfare la “fame di energia” che caratterizzerà il futuro? Sempre più vicino a realizzarsi concretamente. Ma quali condizioni e quali macchine consentiranno di immaginare il controllo di una reazione così potente? Ecco qualche spunto da fornire ai nostri curiosissimi allievi di una classe terza.
Certamente in Storia verranno affrontate le drammatiche conseguenze del Progetto Manhattan, che vide l’utilizzo degli studi sulla fusione per scopi militari e le terribili vicende che portarono alla conclusione del Secondo Conflitto Mondiale. Partite proprio da questi problemi e affascinate i ragazzi anticipando loro che per cercare di risolverli si è rivolto lo sguardo allo spazio e in particolare allo studio della fisica delle stelle. Infatti, le reazioni di fusione che si verificano in esse portano la materia ad altissime temperature a un quarto stato chiamato plasma.
Il plasma rimane “confinato”, ovvero racchiuso in confini precisi senza disperdersi nello spazio grazie alla presenza del forte campo gravitazionale della stella stessa. Sulla Terra è possibile disporre di plasma (i fulmini e le aurore boreali sono esempi di materia al “quarto stato”), ma è molto difficile immaginare di riscaldarlo al punto di generare la fusione e soprattutto confinarlo in modo da controllarne gli effetti.
LA TECNOLOGIA DELLE CENTRALI NUCLEARI A CONFINAMENTO MAGNETICO
Per ovviare a questi problemi è stato inventato il tokamak: una speciale macchina di forma toroidale (una sorta di ciambella di sezione circolare) in grado di gestire l’innalzamento di temperatura dei plasmi e di confinarli grazie a potenti campi magnetici. Oggi l’utilizzo di questa macchina per ottenere energia all’interno di grandi reattori è in corso di studio e sperimentazione avanzata.
In particolare, un consorzio internazionale composto da Unione Europea, Russia, Cina, Giappone, Stati Uniti d’America, India e Corea del Sud ha avviato la costruzione di un grande reattore alimentato a fusione in Francia. Il progetto si chiama ITER e dovrà essere concluso nel dicembre del 2025: le sue grandi dimensioni dovranno consentire di riprodurre stabilmente le condizioni di fusione nucleare e di ampliare in modo consistente le conoscenze sulla fisica dei plasmi. Il passo successivo sarà quello di realizzare una grande centrale elettrica alimentata con queste tipologie di reattore: il progetto si chiama DEMO e verrà realizzato presumibilmente nel 2050 con lo scopo di produrre energia elettrica.
Tokamak – Photo credit: U.S. Department of Energy – Science
