Fusione fredda: Lo studio in Italia

Di nuovo grazie al lavoro del nostro amico Eugenio proseguiamo la serie di approfondimenti con l’analisi di ciò che è successo in Italia dove, sin dal suo annuncio, la Fusione Fredda è stata studiata da vari gruppi di lavoro ed industrie. Per una migliore interpretazione del fenomeno, nonché dell’attuale stato di percezione di esso all’interno del mondo scientifico, è utile riportare alcuni riferimenti ai lavori svolti dal 1989 ad oggi.

1989: PRIMI ESPERIMENTI ITALIANI SVOLTI DAL GRUPPO ENEA/TIB

A poco più di un mese dalla pubblicazione del lavoro sulla Fusione Fredda di Fleischmann e Pons (fine marzo 1989) il Dipartimento FUS fece partire un programma promosso dalla direzione dell’ente che aveva come scopo quello di verificare l’ipotesi di una correlazione tra l’emissione neutronica e formazione di trizio con una corrispondente produzione di calore. Nello stesso periodo, sempre in ENEA, partì spontaneamente dalla sezione di criogenia del Laboratorio di Spettroscopia Molecolare del dipartimento TIB (Tecnologie Intersettoriali di Base) un tentativo di produrre reazioni di fusione utilizzando un differente approccio da quello classico seguito da Fleischmann e Pons. Il nuovo approccio prevedeva di utilizzare la proprietà di alcuni metalli di assorbire gas di idrogeno/deuterio in opportune condizioni di temperatura e pressione. L’esperimento, concettualmente piuttosto semplice, era stato preparato con rapidità in quanto il materiale necessario (trucioli di titanio e gas di deuterio) era direttamente reperibile in laboratorio. Fu preparato un contenitore in acciaio inox che potesse resistere alle condizioni sperimentali, ovvero alla pressione di alcune decine di bar ed a una temperatura di circa 400 °C. Il contenitore d’acciaio fu allora riempito con il truciolo di titanio e gas di deuterio e quindi posto in un vaso di Dewar nel quale poteva essere versato azoto liquido a 77 °K (-196 °C). In prossimità del dispositivo fu inserito un misuratore di neutroni che nel giro di due settimane rilevò alcune emissioni neutroniche, della durata di diverse ore, che sembravano fortemente correlate alla variazione di temperatura del cilindro di acciaio contenente il truciolo di titanio e il deuterio in pressione.

A questo punto il fisico italiano Francesco Scaramuzzi, dell’ENEA di Frascati, presentò una relazione in cui mostrò l’emissione di neutroni da parte di una cella deuterio-titanio sottoposta a pressioni di alcune decine di bar, Scaramuzzi fu successivamente convocato per un’audizione parlamentare.

1989-2000: GLI STUDI TEORICI DI PREPARATA

Uno dei teorici che ha lavorato ai  possibili meccanismi che possono spiegare la Fusione fredda è stato il Prof. Giuliano Preparata, docente di Fisica Nucleare all’Università di Milano, il quale, subito dopo l’annuncio del 1989 (e fino al 2000, anno della sua morte), ha studiato il fenomeno in chiave teorica e parallelamente ne ha promosso varie attività di ricerca presso l’Università di Milano e l’ENEA.

Nel 1989 Preparata, insieme ai fisici Emilio Del Giudice e Tullio Bressani, pubblicò sulla rivista “Nuovo Cimento” un articolo prettamente teorico, nel quale intendeva gettate le basi per una teoria predittiva della fusione fredda, basando il fenomeno su alcune estensioni della teoria dell’elettrodinamica quantistica (QED) nella materia condensata. La teoria faceva emergere la possibile esistenza di una soglia nel rapporto tra il numero di atomi di deuterio assorbiti ed il numero di atomi di palladio, il cosiddetto fattore di caricamento, che non doveva essere inferiore ad 1.

I fisici teorici Giuliano Preparata (in primo piano) ed Emilio del Giudice: i padri della Teoria coerente

L’immediata conseguenza della teoria è la definizione di una soglia minima al di sotto della quale il fenomeno di Fusione fredda, secondo il protocollo utilizzato da Fleischmann e Pons, non può avvenire; questo potrebbe dimostrare che il fenomeno di Fusione fredda, a certe condizioni, può essere visto come una conseguenza prevedibile dall’estensione di una teoria ben accettata dalla fisica quale è quella dell’elettrodinamica quantistica. Una qualsiasi replica, anche se di esito negativo, per essere presa in considerazione deve essere quindi accompagnata dal valore del caricamento che ha subito il palladio con il deuterio, ovvero il rapporto tra gli atomi di deuterio e quelli di palladio presenti sugli elettrodi. Non solo: essendo il rapporto di caricamento assai elevato, un sufficiente caricamento del palladio può richiedere tempi estremamente lunghi (settimane o addirittura mesi).

1991: LA QUERELA A “LA REPUBBLICA”

I ricercatori Fleischmann, Pons, Bressani, Preparata e Del Giudice denunciarono il giornalista Giovanni Maria Pace a causa di un articolo giudicato diffamatorio apparso su La Repubblica del 21 ottobre 1991.

Il giudizio in prima istanza del tribunale di Roma, dopo aver qualificato la Fusione fredda come un’ipotesi che attende conferme, fu di assoluzione e condannò pertanto tutti e 5 i ricercatori in solido al pagamento delle spese processuali.

2001: LA CONDANNA IN APPELLO

Successivamente, sul ricorso in appello dei 5 ricercatori, a quasi 10 anni ormai dalla comparsa dell’articolo, la Corte d’Appello di Roma ribaltò la prima sentenza: condannò La Repubblica, nella figura del suo direttore ed editore, ed il giornalista Giovanni Maria Pace ad un risarcimento monetario nei confronti dei due ricercatori M. Fleischmann, S. Pons. La motivazione, antitetica a quella di primo grado, si fondò sulla constatazione che la precedente sentenza ignorava ..le informazioni pubblicate, non solo in atti scientifici, ma anche dalla stampa e segnatamente dal quotidiano “La Repubblica” sul positivo andamento della ricerca nel settore “de quo”, affermando anzi il contrario. La sentenza passò in giudicato senza che nessuna delle parti abbia appellato.

1994: LA FUSIONE FREDDA NICHEL-IDROGENO (NI-H)

Nel 1989 il biofisico Francesco Piantelli, dell’Università degli Studi di Siena, mentre stava effettuando studi su campioni di materiale organico, si accorse della presenza di un’anomala produzione di calore. Comunicò il fenomeno da lui osservato a Focardi, fisico della Università di Bologna, ed i due decisero di creare un gruppo di lavoro cui si aggiunse Habel, di Cagliari, al fine di approfondire la causa di quell’anomalia termica..

Dopo circa tre anni, gli studi approdarono a significativi risultati permettendo la costruzione di un reattore Nichel-Idrogeno sufficientemente efficiente. Passarono altri due anni di sperimentazioni e finalmente il 20 febbraio 1994, in una conferenza stampa presso l’aula magna dell’Università di Siena, venne annunciata la messa a punto di un differente processo di produzione di energia per mezzo di Reazioni Nucleari a Bassa Energia (LENR), profondamente differente da quello fatto da Fleischmann e Pons.

Schema del reattore nichel-idrogeno ideato da Piantelli e Focardi per la misura dell’eventuale calore in eccesso

Il loro processo si basava sull’uso di una barra di nichel, mantenuta per mezzo di una resistenza elettrica ad una temperatura di circa 200-400 °C e caricata con idrogeno attraverso un particolare processo.

Quando la reazione è innescata, ovvero la barretta di nichel emette più energia di quanta sia necessaria per il riscaldamento della stessa, vi può essere anche una debole e discontinua emissione di radiazione gamma che potrebbe testimoniare una possibile origine nucleare di tale fenomeno.

Secondo quanto affermato dagli autori, attualmente gli esperimenti sono indirizzati ad un miglioramento dell’efficienza complessiva del sistema, al fine di realizzare un generatore di energia termica ed elettrica completamente autonomo.

TENTATIVI DI REPLICA

1996: TENTATIVO DI REPLICA PRESSO IL CERN

Nel 1996 un gruppo del CERN di Ginevra diretto da Antonino Zichichi ha tentato una replica dell’esperimento di Piantelli-Focardi; l’attività di studio è durata quasi un anno, ma alla fine non ha dato un risultato favorevole all’ipotesi di una spiegazione di natura nucleare del fenomeno.

1999: TENTATIVO DI REPLICA A PAVIA

Piantelli e Focardi hanno più volte dichiarato che la cella è stata costruita e positivamente testata presso i rispettivi laboratori, sia all’Università degli Studi di Siena sia all’Università di Bologna. Comunque fino ad ora non vi sono stati altri riscontri sperimentali positivi da parte di gruppi indipendenti di ricercatori. Ad esempio, un tentativo di verifica indipendente è stato svolto, verso la fine degli anni novanta, dal ricercatore Luigi Nosenzo (Università di Pavia) in collaborazione con Luigi Cattaneo (CNR), presso l’Università di Pavia.

I frutti di questo lavoro, nel loro complesso, sono stati negativi, in quanto non hanno raggiunto l’obiettivo di riprodurre il fenomeno.

2001-2002: RAPPORTO TECNICO ENEA RT2002/41 (RAPPORTO 41)

Nel 1999 il Premio Nobel Carlo Rubbia, allora presidente dell’ENEA, essendo a conoscenza di una serie di lavori sulla Fusione Fredda svolti nei precedenti anni presso lo stesso ente ed essendo anche a conoscenza delle varie critiche pervenute dal mondo scientifico che mettono in dubbio la realtà stessa del fenomeno, decise di commissionare una ricerca organica ad un gruppo di ricercatori dell’ENEA di Frascati, fra i quali Emilio Del Giudice, Antonella De Ninno e Antonio Frattolillo.

Diagramma che sintetizza la correlazione tra l’aumento di l’elio 4 (in verde) presente nella cella ed il calore da essa prodotto (in rosso)

Per questa ricerca furono stanziati quasi 600.000 euro e concessi 36 mesi di tempo per portare a termine il lavoro. L’esperimento è stato concepito, in modo da accertare se vi fosse una correlazione diretta tra la produzione di 4He (Elio 4) e gli eventuali eccessi di calore osservati durante il funzionamento delle celle a Fusione Fredda, e se la quantità di 4He potesse giustificare l’energia prodotta sempre da tali eccessi. Se tale correlazione fosse stata evidente, questa avrebbe dato un sostanziale contributo all’interpretazione dell’origine nucleare di tali eccessi e, parallelamente, avrebbe fornito una chiave di interpretazione più chiara di tale fenomeno.

Nell’aprile del 2002, dopo circa tre anni di ricerca, il gruppo di lavoro diretto da Antonella De Ninno, terminò il proprio lavoro rilasciando il Rapporto Tecnico ENEA RT2002/41/FUS, noto come Rapporto 41, che conferma la correlazione tra la produzione 4He e l’eccesso di calore.

Per gli autori del rapporto, come di prassi al termine di un’indagine scientifica che ha dato presumibili esiti positivi, risulta evidente l’importanza di una sua rapida pubblicazione attraverso le riviste scientifiche di settore, in modo da permettere ad altri gruppi di ricerca di confutare o confermare i risultati da essi pubblicati.

Il rapporto non è stato pubblicato sulle principali riviste di settore, come ad esempio Science. Successivamente il gruppo di Antonella De Ninno ha richiesto un ulteriore finanziamento per portare avanti il lavoro, ma da parte di ENEA non c’è stata risposta; successivamente le dimissioni di Carlo Rubbia dalla presidenza di ENEA hanno messo la parola fine all’iniziativa.

IL DOCUMENTARIO DI RAINEWS24

In riferimento a quegli avvenimenti, il 19 ottobre 2006 Rainews24 a cura del giornalista Angelo Saso, ha mandato in onda un’inchiesta sul documento ENEA chiamato Rapporto 41. L’inchiesta inizia con la lettura della lettera che l’elettrochimico Martin Fleischmann il 10 aprile 2002 inviò a Rubbia:

Caro professor Rubbia, sono molto lieto che il programma di ricerca intrapreso da Giuliano Preparata abbia conseguito il suo scopo … I risultati ottenuti dai ricercatori italiani sono veramente impressionanti, e non esagero.

L’inchiesta analizza in particolar modo le difficoltà incontrate dai ricercatori nell’ottenere la pubblicazione su riviste con alto livello di visibilità scientifica..

2007: ENEA E SRI DICHIARANO UNA RIPRODUCIBILITÀ DAL 65% AL 75%

Vittorio Violante dell’ENEA di Frascati, insieme a suoi collaboratori e ad alcuni istituti di ricerca internazionali, pubblica un lavoro dal titolo “Joint Scientific Advances in Condensed Matter Nuclear Science”, che riporta i risultati di un esperimento svoltosi all’interno di più laboratori tra il 2006 ed il 2007 al fine di dimostrare l’affidabilità di un particolare metodo di caricamento del palladio, studiato dallo stesso Violante. Nella pubblicazione si dichiara che questo metodo permette di avere un eccesso di produzione di calore piuttosto elevato, con una riproducibilità media del 70% (65% per gli esperimenti svolti presso l’ENEA di Frascati e 75% presso l’SRI a Menlo Park, USA.).

Il lavoro è pubblicato all’interno dell’8º International Workshop on Anomalies in Hydrogen / Deuterium Loaded Metals svoltosi a Catania dal 13 al 18 ottobre del 2007.

2008: INFN, ANNUNCIO DI CELANI

In occasione dell’ICCF-14 Il ricercatore del INFN Francesco Celani comunica di aver ottenuto emissioni anomale di calore da una particolare cella in gas di deuterio con il catodo realizzato per mezzo di un sottile (50 µm) filo di palladio lungo 60 cm, a sua volta ricoperto di un sottile strato (2-5 µm) di nanoparticelle in palladio ed altri elementi.

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