Intervista al Professor Sergio Focardi sulle ricerche condotte in tema di Fusione Fredda e del reattore E-Cat, inventato insieme all’Ing. Andrea Rossi.
Il fisico Sergio Focardi, professore emerito dell’Università di Bologna, racconta in esclusiva ad EnergyLab gli esperimenti e le ricerche che ha condotto sulla fusione fredda di nuclei di nichel ed idrogeno. Le ricerche ed i contenuti scoperti sono stati poi ingegnerizzati dall’Ing. Rossi e da un team di lavoro in uno strumento che fornirà energia per un appartamento di medie dimensioni (ordine dei kW). A fine 2011 è prevista la dimostrazione commerciale. Riportiamo la discussione avuta, innanzitutto per testimoniare la passione e la curiosità del professore, e poi per raccontare di qualcosa, che se ulteriormente comprovato da altre evidenze scientifiche, potrebbe aprire la strada per ottenere energia pulita e potenzialmente illimitata
Prof. Focardi, ci può spiegare quali sono le basi teoriche e le evidenze sperimentali alla base del reattore a fusione fredda E-cat inventato insieme all’Ing. Andrea Rossi?
Si tratta di un piccolo recipiente, posto in acqua circolante e contenente nichel in polvere (granelli dell’ordine di dieci μm), in cui viene aggiunto idrogeno e un particolare catalizzatore, la cui composizione è segreta. C’è anche un riscaldatore elettrico dell’acqua, con un controllo in temperatura interno al recipiente. Viene fornita corrente al riscaldatore e si ha un innalzamento della temperatura dell’acqua e quindi di tutto il sistema. Ad un valore di temperatura basso, 60-70° C circa, nel sistema si innesca una reazione nucleare con generazione di potenza e la temperatura di tutto il sistema sale; l’acqua si riscalda rapidamente fino alla temperatura di 100 °C e da qui in avanti entra in ebollizione. Attraverso il catalizzatore l’idrogeno si trasforma da molecolare ad atomico e l’atomo di idrogeno entra nel reticolo cristallino del nichel. Viene superata la barriera coulombiana che gli si oppone (si tratta di due cariche positive), per fenomeni non noti e il protone entra nel nucleo di nichel con il quale si fonde. Il nucleo acquisisce un protone e cambia numero atomico e il nichel (N=28) diventa quindi rame (N=29). Da qui inizia una serie di reazioni nucleari e decadimenti radioattivi, che alla fine producono isotopi del rame in proporzione diversa da quella naturale (vedi articolo S. Focardi, A. Rossi, A new energy source from nuclear fusion, 22 aprile 2010). Questo processo libera energia sottoforma di calore e il sistema si scalda, inizialmente senza emissione di radiazione. Il calore prodotto, la cui entità è di gran lunga superiore a quello prodotto dal riscaldatore elettrico, viene ceduto all’acqua circolante all’esterno. Da qui in avanti è anche possibile spegnere il riscaldatore e la reazione si autosostiene. Il rame che si viene a creare si trova in uno stato eccitato, decade emettendo radiazione γ (con energia minore di 500 keV), che viene schermata tramite un strato di piombo posto attorno al sistema.
In sostanza l’energia prodotta è data in gran parte dall’energia cinetica dei nuovi nuclei che si trasforma rapidamente in calore e dai raggi γ.
Alcuni fisici sostengono che la fusione fredda possa avvenire soltanto nelle stelle. Come fa ad affermare con sicurezza che nel suo caso sia proprio l’idrogeno a fondersi con il nichel e non siano altre reazioni chimiche a generare calore?
L’elevata produzione di energia e la formazione di isotopi del rame sono la dimostrazione che siamo di fronte a un fenomeno di fusione nucleare (“fredda”) tra il protone (idrogeno) e il nucleo del nichel. Il fenomeno fisico in sé non è noto. È vero, alcuni fisici sostengono che la fusione fredda possa avvenire solo nelle stelle a causa delle altre temperature e masse, ma la probabilità che questo fenomeno si verifichi anche sulla terra c’è, seppure sia estremamente piccola. Alcuni sostengono che i fenomeni che avvengono nei reticoli cristallini sono diversi da quelli che avvengono in un plasma libero, altri che il protone di idrogeno che penetra il nucleo di nichel si porti dietro l’elettrone, altri ancora lo spiegano con la formazione di stati virtuali in cui l’energia non è conservata per breve tempo. Teoricamente un fenomeno simile può essere spiegato attraverso l’effetto quantico del tunnel, ma che è di moltissimi ordini di grandezza inferiore a quanto sperimentalmente verificato.
Comunque l’evidenza che il rame si formi e sia in una concentrazione isotopica diversa da quella naturale, dimostra l’esistenza di un processo di fusione. Il nichel utilizzato è puro, non è drogato e il catalizzatore non si trova nel reticolo del nichel, viene aggiunto in seguito nel contenitore.
Inoltre siamo certi che si tratti di rame poiché abbiamo fatto delle misure spettroscopiche con la tecnica SIMS (Secondary Ions Mass Spectrometry) a Padova.
Qual è secondo lei la chiave tecnologica che ha reso possibile la riuscita di questo esperimento di fusione a freddo rispetto a tutti gli esperimenti precedenti?
Sicuramente la chiave di tutto il processo è il catalizzatore chimico, di cui non conosco la composizione, coperta da segreto industriale e di cui è a conoscenza solo l’Ing. Rossi. Il catalizzatore è fondamentale perché serve a scindere le molecole di idrogeno in singoli atomi che, più penetranti, riescono ad entrare nel nucleo di nichel. Già in passato avevo svolto con un gruppo di Siena degli esperimenti sulla fusione idrogeno e nichel, ma non abbiamo mai osservato una reazione di tale entità perché non era presente il catalizzatore. Inoltre si tratta di due elementi che si possono trovare a contatto in natura, come ad esempio quando degli acciai inossidabili che contengono nichel vengono corrosi dall’acqua si produce idrogeno che potrebbe fondersi con il nichel, ma un fenomeno del genere non si è mai osservato.
Avete osservato emissione di neutroni nel processo studiato?
Posso affermare con certezza di no: sin dall’inizio degli esperimenti abbiamo posizionato rivelatori di neutroni all’esterno del sistema e non è mai stata rivelata alcuna emissione neutronica. Inoltre sono state svolte misure dal gruppo di radioprotezione del Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna che a loro volta non hanno portato all’osservazione di neutroni.
Per quanto tempo può automantenersi il processo?
Il consumo di nichel e idrogeno è basso, per intenderci non è a flusso continuo. Senza apportare né nuovo nichel, né nuovo idrogeno, né ulteriore quantità di catalizzatore, si è osservato che il processo dura anche mesi. Nel primo esperimento svolto dall’Ing. Rossi, si era riusciti a riscaldare gli uffici per un paio di mesi con il solo uso di questo sistema senza utilizzare il riscaldamento a gas.
Cosa avete osservato dal punto di vista del bilancio energetico dell’intero processo, dalla creazione di nichel in polvere sino alla vaporizzazione dell’acqua?
La questione del bilancio energetico non è stata ancora pienamente affrontata, il nichel che usiamo è già polverizzato e al momento si stanno svolgendo delle misure sul grado di vaporizzazione dell’acqua. Quest’ultimo è un problema molto importante poiché l’acqua, arrivata a 100° C, comincia a vaporizzare, ma bisogna essere certi che questo vapore sia secco, cioè che non contenga ancora goccioline di acqua. In altre parole bisogna fare un bilancio entalpico della reazione. Nei primi esperimenti il vapore rimaneva contenuto in un contenitore dotato di una valvola di scarico regolata per aprirsi ad un certo valore di pressione (circa 2-3 atm), il vapore fuoriusciva e automaticamente il sistema prendeva acqua dalla rete.
Il calore di vaporizzazione è circa 10 volte quello di riscaldamento da 60° a 100° C e quindi nel computo dell’energia prodotta la vaporizzazione contribuisce molto.
Quale sarà la principale applicazione di questo generatore?
Innanzitutto fino ad ora abbiamo parlato solo della produzione di calore. Riteniamo che una delle applicazioni più importanti di questo sistema possa essere il riscaldamento domestico. Si tratta comunque di una nuova fonte di energia inesauribile poiché sulla terra ci sono e ci saranno sempre idrogeno e nichel in abbondanza
Lo scorso 23 giugno l’Ing. Rossi insieme alla società greca Defkalion Green Technologies ha annunciato la costruzione di una centrale elettrica a fusione fredda da 1 MW entro novembre 2011. Ci può dire qualcosa di più in merito? Quali sono gli attuali legami con il mondo industriale?
È stato il Prof. Christos Stremmenos, ex Ambasciatore della Grecia in Italia, a fare da collegamento tra l’Ing. Rossi e la Grecia. Io e il Prof. Stremmenos ci conosciamo da molto tempo poiché nel passato ha anche lui lavorato nel campo della fusione fredda. Venuto a conoscenza della mia collaborazione con l’Ing. Rossi sulla fusione fredda idrogeno-nichel, ha proposto la collaborazione con la Grecia.
L’impianto, di potenza molto superiore a quella dell’esperimento, viene fatto utilizzando tanti moduli del sistema descritto in precedenza posti in parallelo. Non è possibile ingrandire semplicemente il sistema poiché ci sarebbe il rischio che la maggior massa del nichel si riscaldi troppo fino alla temperatura di fusione del nichel stesso, che è relativamente bassa. L’Ing. Rossi sta seguendo e completando la costruzione dei moduli in America. Credo che ad ottobre l’intero sistema verrà trasferito a Bologna per una dimostrazione e poi andrà definitivamente in Grecia.
Attualmente gli unici collegamenti industriali sono con la sopracitata società greca ed il recente accordo con l’americana Ampenergo.
Avete in programma ulteriori esperimenti sul tema?
Nel Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna partirà una ricerca finanziata dall’Ing. Rossi per investigare il fenomeno osservato. Gli esperimenti verranno condotti direttamente da due miei ex collaboratori.
Per informazioni:
Pubblicata sul sito di EnergyLab http://www.energylabfoundation.org/energy/cms/energylab/ita.html (il pdf è scaricabile qui http://www.energylabfoundation.org/energy/export/sites/default/energylab/Documents/News/110712_Intervista_Prof_Focardi__2_.pdf)
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Fonte: http://22passi.blogspot.com/2011/07/intervista-di-focardi-energylab.html