“Neutron stripping”: presto notevoli progressi nella fisica nucleare?

La fusione nucleare, termine che indica l’unione di due nuclei atomici leggeri per formare un unico nucleo più pesante e più stabile, è una delle reazioni più potenti conosciute dall’umanità. Questo processo, che alimenta le stelle e il Sole, si traduce in un’elevata produzione di energia. Riprodurlo in laboratorio non è facile, perché sono necessarie condizioni estreme di temperatura e pressione, che richiedono una notevole energia per la creazione e sono difficili da controllare. E se una semplice reazione nucleare potesse produrre risultati così soddisfacenti? Questo è ciò che suggeriscono le conclusioni di uno studio pubblicato il 18 giugno 2024 sulla rivista Nuclear Science and Techniques, prima di essere reso popolare da Interesting Engineering. I ricercatori hanno identificato un’alternativa più pratica alla fusione nucleare: lo stripping di un neutrone. Ciò produrrebbe un’energia simile (o addirittura maggiore) a quella di una reazione di fusione, in particolare nelle regioni a bassa energia e vicine alla soglia di energia minima richiesta per ottenere una reazione nucleare.

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Fabbisogno di energia nucleare più facilmente garantito?

Lo stripping dei neutroni si riferisce a un tipo di reazione nucleare in cui un nucleo atomico perde uno (o più) dei suoi neutroni dopo un’interazione con un altro nucleo. Concretamente, questo fenomeno si verificherà quando il nucleo di un proiettile, che si muove ad alta velocità, colpirà un nucleo bersaglio. Accade che il nucleo del proiettile, durante l’interazione, “strappi” uno o più neutroni dal nucleo bersaglio, senza che avvenga una fusione cosiddetta “completa” dei due nuclei, precisa la rivista online.

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A differenza della fusione nucleare, lo stripping dei neutroni è molto più semplice da ottenere in laboratorio. Inoltre, il fabbisogno di energia nucleare (che continua ad essere dibattuto) potrebbe essere soddisfatto più facilmente. “Comprendendo meglio il comportamento dei nuclei in queste condizioni, saremo in grado di migliorare i nostri approcci alla produzione di energia nucleare e alla radioterapia”si è rallegrato Jesús Lubián, professore associato presso l’Università Federale Fluminense del Brasile e coautore di questo studio.

Questo metodo “essenziale” utilizzato dai ricercatori

Lo stripping dei neutroni, come ci ricorda Interesting Engineering, è un tipo di reazione di trasferimento di neutroni. Durante questo processo, il neutrone espulso dal nucleo in movimento verrà assorbito dal nucleo bersaglio. Da diversi decenni ormai gli scienziati cercano di comprendere meglio il meccanismo che porta al trasferimento di neutroni in nuclei debolmente legati. Decodificarlo è essenziale per migliorare la nostra comprensione della fisica nucleare.

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Gli esperti che hanno effettuato questo recente studio hanno utilizzato un rilevatore di raggi gamma chiamato “GALILEO Array” e il rilevatore laser avanzato chiamato “4π Si-ball EUCLIDES”. L’obiettivo del loro approccio: analizzare le emissioni di raggi gamma e rilevare le particelle cariche al momento delle reazioni. Hanno anche utilizzato un metodo noto come “coincidenza gamma-gamma” per studiare un numero di raggi gamma identificati al momento dello stripping. Questo si è rivelato essere “essenziale per isolare canali di reazione specifici[et] identificare accuratamente il comportamento dei nuclei in diverse condizioni”notano i ricercatori nelle conclusioni del loro lavoro.

Questi risultati potrebbero aprire la strada a ulteriori ricerche sull’argomento. “Questo processo evidenzia la natura complessa e ricca di sfumature delle reazioni nuclearistimano gli autori. È un trampolino di lancio per i futuri progressi nella scienza e nella tecnologia nucleare”.