Reattore nucleare a 17 anni, quatto chiacchiere con il suo creatore

Ho 17 anni e sono nato nelle Marche, vicino ad Ancona, in una città che si chiama Lesi. A un certo punto, mia madre è andata a lavorare in Dyson, e così ci siamo trasferiti in Inghilterra, in una città che si chiama Bath, per due anni. Ho frequentato la scuola lì dal 2014 al 2016, poi sono tornato in Italia, a Monza, dove ho studiato per circa 7-8 anni. Ho fatto la quarta e la quinta elementare, tutte le medie, e poi due anni di liceo. Avevo scelto il percorso quadriennale, una sorta di scientifico in quattro anni.

Dopo ho partecipato a un camp di ingegneria a Cambridge. Mi sono trovato molto bene con la città; volevo già tornare in Inghilterra da un po', ma non avevo mai concretizzato l'idea. Mi ha detto che c'era una scuola che stava aprendo un nuovo campus, il Cardiff Sixth Form College, che nonostante il nome è a Cambridge, e non a Cardiff. Ho frequentato quella scuola per altri due anni.

Ho fatto i miei A-Levels e ho ottenuto 5 A+, il massimo punteggio possibile. Ora devo decidere cosa fare: o andare a Torino per studiare ingegneria spaziale all'Università, oppure, se riescono a inviarmi un contratto in tempo, lavorare per un anno a Bristol, all'università, come tecnico. Lì potrei lavorare su reattori a fusione nucleare e sviluppare nuovi progetti. Dopo quest'anno, farei di nuovo richiesta a Cambridge, visto che quella dell'anno scorso è stata rifiutata, e con un po' di fortuna e impegno spero di riuscire a entrare.

Fin da piccolo, mi è sempre piaciuta l'ingegneria, soprattutto quella aerospaziale. Ora, con questo nuovo progetto, ho scoperto anche l'ingegneria nucleare, sia per quanto riguarda la fissione che la fusione.

Mi sono appassionato ancora di più quando mi sono integrato con un gruppo di dottorandi all'università di Cambridge, che mi hanno spiegato tantissime cose, sia sui reattori a fissione nucleare, sia sui modelli Monte Carlo per la neutronica. In pratica, si tratta di simulazioni di neutroni attorno a un reattore. Questa passione per l'ingegneria, però, l'ho avuta fin da piccolo.

Mio padre è ingegnere elettrico, mentre mia madre è designer, quindi sono cresciuto in un ambiente molto scientifico e tecnologico.

Il mio primo vero incontro con la robotica è avvenuto quando avevo circa 10-12 anni. Mio padre portò a casa una scheda elettronica (Arduino). Con quella scheda si può programmare, creare circuiti, gestire sia l'hardware che il software, permettendo di sperimentare e divertirsi. Si possono fare tantissime cose, dai piccoli robot all'uso di sensori, ed è un modo fantastico per avvicinarsi e immergersi nel campo.

In Inghilterra, uno dei miei A-Levels è stato l'Extended Project Qualification, o EPQ. Si tratta di un progetto aggiuntivo che viene valutato e contribuisce al tuo punteggio complessivo degli A-Levels. 

Quando mi hanno spiegato l'EPQ, mi hanno detto che potevo scegliere tra scrivere un testo lungo di circa 5000 parole oppure fare un progetto materiale fisico e poi scrivere un report più breve su quello. Ovviamente ho scelto di sviluppare un progetto fisico e di scrivere un report su quello. Una sera, mentre guardavo YouTube, mi è apparso un video che ha attirato la mia attenzione.

Dato che ho molti interessi legati all'ingegneria, mi sono imbattuto in un video che parlava di "fusori", reattori a fusione nucleare che, non dico facilmente, ma possono essere sviluppati anche a livello domestico. Quello che mostrava nel video era molto rudimentale, ma era un buon prototipo per dimostrare la tecnologia. 

Dopo aver fatto ulteriori ricerche, ho scoperto cos'è un fusore e mi sono immerso nel campo della fusione nucleare. Così ho deciso di sviluppare questo progetto per il mio EPQ.

Nel mio caso, le applicazioni del mio reattore non includono la produzione di energia, poiché la tecnologia che ho utilizzato non è commercialmente applicabile: è semplicemente troppo inefficiente. Ma come funziona? Consiste in una griglia, che è una sorta di sfera fatta di cavi conduttori. Io ho usato il nichel. 

Questa griglia viene sospesa al centro del reattore, e si applica un voltaggio di circa -30 kV. Di solito questi reattori operano a questa tensione, anche se per generare plasma bastano -5 kV. Ovviamente per ottenere una differenza di potenziale così elevata servono fonti di corrente molto potenti e costose. È proprio questo componente critico che mi manca per poter creare la fusione e generare neutroni.

In un mondo teorico, avresti la griglia a -30 kV e il guscio esterno del reattore a 0. Ogni molecola all'interno del reattore verrebbe ionizzata, diventando un catione, ossia uno ione positivo, che verrebbe attratto dalla griglia carica negativamente. Le cariche opposte si attraggono, quindi queste particelle vengono accelerate verso la griglia.

Le particelle possono fare diverse cose: possono collidere con la griglia, mancare la griglia e proseguire dall'altra parte, oppure collidere con un altro ione. Se due ioni collidono con sufficiente energia, possono fondersi. Ci sono moltissimi aspetti di fisica, tra cui quella quantistica, che entrano in gioco, come la barriera di Coulomb e il tunnel quantistico. Sono tutti fenomeni che contribuiscono a questo processo, ma in termini semplici, è così che funziona.

Altri reattori, come ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), utilizzano un dispositivo chiamato Tokamak, che ha una forma simile a una ciambella. In questo caso, si usano magneti per confinare il plasma, e una volta confinato, si può ottenere la fusione in maniera più stabile.

Il mio obiettivo finale è aprire la mia azienda, anche se non so ancora esattamente di cosa si occuperà. Mi piace sviluppare prodotti e portarli sul mercato. Voglio concentrarmi su diverse aree dell'ingegneria. Finora ho esplorato l'ingegneria nucleare, ma se andrò a Torino, studierò ingegneria aerospaziale. 

Università come Cambridge offrono corsi di ingegneria generale, che sarebbero perfetti per me perché mi permetterebbero di esplorare diversi campi dell'ingegneria. Quello che voglio fare è appunto approfondire vari settori, in modo da poter poi combinare diverse tecnologie. Ad esempio, si possono usare tecnologie nucleari per la propulsione di dispositivi spaziali, unendo così ingegneria nucleare e aerospaziale. Questo è ciò che immagino per il mio futuro.

Secondo me, è fondamentale che un paese produca la propria energia sul suo territorio. Per questo sono molto favorevole all'energia nucleare, sia quella da fissione che da fusione. Molte persone, come hai detto, hanno una percezione negativa di queste tecnologie a causa dell'incidente di Chernobyl.

L'unico problema è che l'incidente di Chernobyl non è stata un'esplosione nucleare, ma un'esplosione di vapore e acqua. L'acqua all'interno del reattore ha raggiunto il punto di ebollizione, facendo esplodere l'intero reattore. Le radiazioni rilasciate provenivano dai cosiddetti "fission products", cioè i prodotti della fissione nucleare, come il cesio. Il cesio ha un'emivita molto lunga, il che significa che impiega molto tempo a decadere e nel frattempo rilascia radiazioni ionizzanti, che sono estremamente pericolose, soprattutto perché possono essere trasportate nell'atmosfera dalle correnti d'aria.

La fusione nucleare, invece, è molto più sicura. Perché? Perché richiede un ambiente quasi perfetto per confinare il plasma e generare la fusione nucleare. Se, per esempio, si spegnessero i magneti che confinano il plasma, quest'ultimo si dissolverebbe immediatamente. Andrebbe a sbattere contro le pareti del reattore e rilascerebbe energia termica contro di esse, ma non causerebbe problemi enormi. Basterebbe sostituire quella parte danneggiata e il reattore tornerebbe operativo senza conseguenze gravi.

Credo che la paura riguardo all'energia nucleare derivi soprattutto dalla popolazione più anziana, che ha vissuto quegli eventi direttamente. Anche se ora la nuova generazione è quella predominante, non credo che molti abbiano fatto ricerche approfondite sull'argomento. Le persone tendono a essere o pro o contro, ma se chiedessi a un mio coetaneo perché è favorevole o contrario, probabilmente non riuscirebbe a spiegarmelo. Secondo me, manca una solida base scientifica su queste tecnologie, che molte persone non hanno.

Credo che ci siano due punti fondamentali da tenere in considerazione. Il primo è lo sviluppo delle proprie competenze, e non mi riferisco solo alle materie scolastiche, ma alle abilità extracurriculari. Ad esempio, lavorare con le stampanti 3D, la robotica, la programmazione, tutte queste cose. Queste competenze diventano fondamentali, soprattutto se si vuole entrare nel campo dell'ingegneria. Puoi svilupparle facilmente attraverso piattaforme gratuite come YouTube, che offre tantissime risorse, oppure tramite corsi su siti come Udemy o Coursera, dove puoi imparare da esperti del settore.

La seconda cosa importante è lavorare su progetti, perché ti permettono di costruire una rete di contatti molto utile. Da quando ho iniziato il mio progetto in Inghilterra, ho sviluppato una rete di contatti enorme, soprattutto con esperti dell'università di Cambridge. Queste connessioni ti aiuteranno nel futuro, quindi è davvero importante impegnarsi in progetti ambiziosi, come il mio, per conoscere persone esperte nel campo e imparare molto di più.