Prezzi carburanti in Svizzera (30 Novembre 09)

(Clicca su per un aggiornamento sui prezzi)

Un brevissimo post per annunciarvi che alla data odierna i prezzi dei carburanti oltre confine hanno subito solo una leggera flessione mentre in Italia sono invariati. Non prometto nulla, ma se riesco cercherò di pubblicare un aggiornamento con frequenza settimanale, anche perché sto facendo un test di cui vi parlerò in seguito.

	In Italia	In Svizzera
Benzina verde al litro	€ 1.242	CHF 1.61 = € 1.068
Gasolio al litro	€ 1.098	CHF 1.64 = € 1.088

Zuppa rustica di patate

Ma quanto è buona questa zuppa rustica? Provare per credere... Un piatto caldo e sfizioso che ben si addice a questo autunno incipiente che inizia a portare i primi freddi. La preparazione è molto semplice e io come al solito l'ho compiata dalla rete.

Gli ingredienti per quattro persone sono i seguenti: mezzo chilo di patate, una carota, una cipolla, un gambo di sedano, 300 grammi di pomodorini, olio d'oliva extravergine, sale e pepe q.b.

Come prima cosa dovete sbucciare le patate e taglierle a cubetti, né troppo piccoli né troppo grandi. Lavate e tagliate a pezzi anche i pomodorini, se all'interno trovate dei semini, toglieteli. Sbucciate la carota e tagliate in due pezzi la cipolla. Mettete tutte le verdure così preparate in una pentola, salate e pepate a dovere - ricordate che le patate assorbono tanto sale - e aggiungete 1.5 litri circa di acqua fredda. Non dimenticate di aggiungere un filo d'olio. La cottura richiede circa 35 minuti da quando l'acqua bolle.

Nel frattempo tagliate a pezzettoni del pane raffermo che avete in casa e fatelo tostare in una pentola con fondo antiaderente.

Quando la cottura della zuppa sarà quasi terminata, ovvero quando le verdure cominceranno a perdere di consistenza, data una passata veloce con il frullatore ad immersione per almagare meglio gli ingredienti. Mi raccomando non frullate tutto, lasciate anche qualche bel pezzo di verdura a dare quel sapore rustico alla vostra portata.

Servitela caldissima con una manciata dei crostini che avete preparato e, se vi piace, aggiungete un pizzico di prezzomolo tritato. Non oso nemmeno immaginare come sarebbe potuta venire questa zuppa se cucinata con il super tritattutto riscaldato del real_boss!

Polvere di stelle

Ma quanto siamo vecchi in realtà?

Siamo finalmente giunti ai capitoli riguardanti le curiosità nucleari dopo che abbiamo capito i fondamenti del nucleo, della fissione e della fusione. Durante questo percorso abbiamo visto come, ammesso di avere le condizioni necessarie, è possibile tramutare un elemento chimico in un altro, ovvero cambiare il numero di protoni e neutroni che abitano il nucleo di un atomo cambiandone la sua specie. Principalmente abbiamo visto due grandi processi in cui è possibile fondere insieme nuclei piccoli per ottenerne uno più grande oppure spaccare in due parti un nucleo grande per ottenerne due di dimensioni più normali. Abbiamo anche visto che esiste una condizione di stabilità nucleare caratterizzata da un giusta proporzione di neutroni e protoni: quando un nucleo contiene troppi protoni allora tende a tramutarli in protoni attraverso il decadimento beta -, avviene il contrario (beta +) quando un nucleo contiene troppi protoni rispetto a neutroni. Ma da dove arrivano tutti gli atomi che ci compongono? Per rispondere a questa domanda dobbiamo fare parecchi passi indietro e iniziare proprio dal...

Il Big Bang e la nucleogenesi primordiale

In principio era il Big Bang. E il Big Bang era una singolarità di densità e temperatura all'epoca di Planck. E il Big Bang d'improvviso subì l'inflazione cosmica, si espanse esponenzialmente ed era un plasma di quark e gluoni oltre che di coppie di particelle e antiparticelle.

Queste frasi sembrano un po' tratte da un romanzo fantasy, ma purtroppo, come scienziati, abbiamo ancora troppi pochi indizi di come andarano realmente le cose durante quei primissimi istanti del nostro universo. All'età di un secondo, il destino dell'universo aveva già preso una via precisa, la materia avrebbe dominato sull'antimateria, ma dobbiamo aspettare ancora qualche intensissimo minuto prima di vedere la formazione del primo nucleo di deuterio e di elio, i più piccoli fatta eccezione per l'idrogeno che è solo un protone. È così che ebbe inizio la nucleogenesi, ovvero la formazione primordiale dei nuclei, di quei mattoncini con i quali tutto è costruito e che tutto costruiscono. Non tutti gli elementi furono creati durante la nucleogenesi primordiale, ma solo i più leggeri come gli isotopi dell'idrogeno, dell'elio e del litio oltre che alcuni radioisotopi del berillio. Poi il processo si arrestò, la temperatura dell'universo divenne troppo fredda per sostenere altre fusioni nucleari e gli elementi più pesanti non poterono essere più creati.

E tutti gli altri elementi?

Come per esempio l'ossigeno e il carbonio che tanto necessitiamo per la nostra vita? Per loro non c'era più temperatura a sufficienza nell'universo primordiale. In particolare per il carbonio che avendo 12 nucleoni lo si ottiene attraverso una fusione di tre nuclei di elio (aka particelle alfa), processo molto lento per il fatto che richiede l'interazione tra tre corpi.

Per la nascita di tutti gli altri dobbiamo aspettare fino alla formazione della prima stella, circa un centinaio di milioni di anni dopo. Come abbiamo già visto nel capitolo sulla fusione, ogni stella è una centrale nucleare a fusione in cui il plasma è confinato grazie all'attrazione gravitazionale che lo tiene compatto. Ogni stella si comporta come un piccolo Big Bang solo che l'espansione e il rallentamento sono molto più lenti e continuerà a bruciare tutto il combustibile disponbile.

La fusione ha un bilancio energetico positivo - ovvero produce energia - fin tanto che il prodotto finale ha massa inferiore a quella del ferro o del nickel. Quello che avviene sulle stelle è una fusione a catena che parte dagli elementi più semplici, come la fusione dell'idrogeno a dare elio, su su fino alla produzione degli elementi più pesanti. Ecco che abbiamo la nucleosintesi stellare. Le stelle sono delle fonderie molto ordinate: prima si fonde tutto l'idrogeno, poi tutto l'elio, poi il litio e così via. La resa energetica di questi processi tende a diminuire con il crescere del prodotto finale e di conseguenza anche la durata di ciascuna fase tende ad accorciarsi. Se prendiamo una super nova con una massa pari a 25 masse solari, allora mentre la sua fase ad idrogeno durerà circa 10 milioni di anni, la fase a combustione del silicio (a dare ferro e nickel) durerà solo qualche giorno.

E dal ferro in su?

Sappiamo che la natura è molto attenta al consumo energetico. Generalmente non accade nulla a meno che non apporti un guadagno netto di energia. Fatta questa premessa sembrerebbe essere impossibile la formazione di atomi più grandi del ferro. In realtà, la situazione molto caotica che si presenta nel cuore di una stella fa si che protoni, neutroni e anche nuclei leggeri possano venire fortemente accelerati e accidentalmente scagliati contro altri nuclei. In tal caso è possibile la formazione dei nuclei più cicci che altrimenti non esisterebbero. La prova di questa tipologia di nucleosintesi è arrivata agli inizi del 1950 quando per la prima volta fu rivelato nello spettro di una supernova l'impronta caratteristica del tecnezio-99 (Tc-99). Questo elemento la cui massa è quasi il doppio di quella del ferro, è radioattivo con emivita pari a 213 mila anni e quindi molto breve comparata a quella di una stella. La presenza di Tc nelle supernove può essere spiegata solo attraverso uno di questi due processi: il bombardamento di molibdeno con deuterio, oppure attraverso la fissione dell'uranio. In entrambi i casi è necessario che sulla stella siano stati prodotti elementi più grandi del ferro.

Un altra possibilità è quella della nucleosintesi esplosiva che avviene durante le fragorose esplosioni di stelle. In quei casi, quando un'inimmaginabile quantità di energia viene rilasciata nell'universo, eventi di fusione di elementi pesanti avvengono regolarmente e nella polvere di stella che viene sparata lontano milioni di anni luce si possono trovare tutti questi elementi.

Ecco che scopriamo che in fondo noi, come esseri umani, non saremmo mai potuti esistere senza questa sottile polvere di stelle.

Numeri e curiosità su LHC

La stampa generalista l'ha battezzata la macchina del Big Bang, noi fisici ci limitiamo a chiamarla con il suo nome, LHC, ovvero il grande collisionatore adronico. Qualche giorno fa, vi avevamo informato che finalmente le particelle avevano ricominciato la loro folle corsa all'interno del tunnel e poche ore più tardi sono iniziate le prime collisioni. Tutto sta procedendo per il meglio, anche se per scaramanzia, vista la brutta esperienza dell'anno scorso, nessuno si sbilancia troppo in previsioni per il futuro.

Lunedì mattina, mentre stavo prendendo il caffe con i miei colleghi, mi è stata rivolta la seguente domanda: quanta corrente circola all'interno di LHC? Non conoscevo la risposta, ma la cosa che più mi ha lasciato sconsolato è che non ne sapevo nemmeno l'ordine di grandezza, se si tratta di micro ampere o di milioni di ampere. Dovete sapere che questo per un fisico è uno smacco tremendo, perché nessun fisico - a differenza di un ingegnere - si ricorda i valori precisi delle cose, ma in pochi istanti è in grado, o dovrebbe esserlo, di darvi un'indicazione più o meno precisa di qualsiasi cosa misurabile. Deluso e con la coda tra le gambe, appena ho avuto un momento libero, ho cercato su internet tutte le informazioni necessarie per saziare la mia curiosità e ho trovato anche tanti numeri interessanti.

A quanta corrente corrisponde un fascio di LHC?

Cominciamo con l'elenco di tutte le informazioni che ci servono per rispondere a questa domanda. All'interno dell'acceleratore corrono due fasci di protoni in direzioni opposte. Quindi ad essere pignoli, la corrente totale è esattamente nulla, perché per ogni protone che circola in senso orario, ce ne è un altro che gira nel verso opposto annullando la corrente totale. Se però ci limitiamo ad un fascio alla volta, allora ci serve sapere che le particelle non sono distribuite uniformemente nel tubo, ma sono raggruppate in vagoncini - tecnicamente bunch - ciascuno contenente circa 1.15E11 protoni, ovvero poco più di 100 miliardi. Quando LHC sarà a regime, l'intero acceleratore sarà riempito con 2808 bunch e ciascuno di essi compirà 11245 giri completi in un secondo. L'ultima informazione importante che ci manca per finire il nostro calcolo è la carica di un protone, ovvero 1.602E-19 coulomb. Mettendo tutti questi numeri insieme risulta che la corrente totale è: 0.58 A ovvero di poco superiore a mezzo ampere. Prevedo un vostro sguardo interrogativo: ma è tanta o poca? Se accedente una lampadina da 100 W, quelle che sono appena state bandite perché troppo sprecone, nel suo filamento inizierà a circolare una corrente di poco inferiore al mezzo ampere, quindi comparabile con quella circolante in uno dei fasci di LHC.

• Risposta: come in una lampadina da 100W

7 TeV di energia sono tanti o pochi?

Il TeV è un multiplo dell'eV (elettron-volt) che è un'unità di misura di energia spesso usata in fisica, ma rarissimamente nella vita quotidiana. Però possiamo cercare qualcosa di equivalente. A LHC ogni protone avrà 7 TeV di energia corrispondente a circa 1 micro joule se vogliamo usare il sistema di unità di misura internazionale. Se prendiamo una zanzara, il cui peso si aggira intorno a 60 mg e la facciamo volare ad una velocità di 20 cm/s, allora la sua energia cinetica sarà del tutto paragonabile a quella di un singolo protone accelerato dall'anello. Detta così sembra una quantità di energia ridicolmente piccola, ma come abbiamo visto prima, ci sono 100 miliardi di protoni in un bunch, così che l'energia immagazzinata in un vagoncino scala di svariati ordini di grandezza, rendendola equivalente a quella di una moto di grossa cilindrata che viaggia a 150 km/h. Se poi consideriamo che ci sono 2808 vagoncini per fascio allora l'energia è equivalente a quella prodotta dall'esplosione di circa 80 kg di dinamite. Diventa chiaro allora che nonostante le ridotte dimensioni, questi protoni sono delle proprie e vere pesti!

• Risposta: un singolo protone = 1 zanzara che vola
• Risposta: un bunch = 1 moto che corre in autostrada a 150 km/h
• Risposta: un fascio intero = 80 kg di dinamite

Ma quanto pesa un protone da 7 TeV?

Questa è una domanda per veri specialisti, perché solo chi ha un'infarinatura di relatività speciale può sapere che aumentando la velocità di un oggetto anche la sua massa aumenta (è per questo che le donne quando si pesano stanno perfettamente immobili!!!). Per fare questo calcolo ci serve conoscere il fattore di Lorentz che a questa energia è 7460. Questo significa che da quando viene iniettato nell'acceleratore a quando è pronto per le collisioni, la massa del protone diventa 7460 volte più grande. Se prendiamo un atomo di uranio, uno degli atomi più grossi che ci sono in natura, questo pesa circa 238 volte un protone a riposo, allora possiamo dire che un protone da 7 TeV pesa come 31 atomi di uranio a riposo!

• Risposta: come 31 atomi di uranio a riposo

Ma perché i protoni non cadono mentre girano nel tubo?

Nella nostra esperienza quotidiana, qualunque cosa che viene lanciata prima o poi è destinata a cadere a meno che ci sia una qualche forza che annulli l'effetto della gravità. Sappiamo che la forza di gravità agisce su tutti i corpi dotati di massa e che il suo effetto è tanto più intenso tanto più grande è la massa degli oggetti in gioco. Nel caso dei protoni che compongono i fasci saremmo tentati di trascurare la gravità visto che la loro massa è di 1.6E-27 kg, ma faremmo un grave errore. Infatti, nel vuoto e in assenza di attrito, come all'interno dell'acceleratore, indipendentemente dalla massa (!) tutti i corpi cadono verso il basso nello stesso tempo (guarda esperimento sulla Luna). Allora proviamo a calcolare quanto tempo impiega un protone che parte esattamente nel centro del tubo a vuoto per arrivare a toccarne il bordo. E' presto fatto: il raggio del tubo è di circa 3 cm e quindi il tempo necessario a cadere di questa distanza è approssimativamente 75 ms. Se consideriamo la velocità a cui i protoni stanno viaggiando, allora possiamo anche calcolare quanti giri compiranno prima di toccare il bordo inferiore del tubo e come risultato troviamo 850 giri. E' quindi più che lecito domandarsi, come mai i protoni non cadono mentre girano e la risposta è che un campo magnetico annulla l'effetto della gravità mantenendo il fascio sempre, o quasi, al centro tubo.

• Risposta: non cadono perché un campo magnetico li sorregge!

Quanta energia consuma LHC per funzionare?

Tanta, ma veramente tanta! La potenza assorbita dal sito del CERN, quando LHC e tutti gli esperimenti sono in funzione è di circa 180 MW. A titolo di paragone pensate che la potenza elettrica di un reattore nucleare EPR si aggira intorno ai 1600 MW, quindi la potenza assorbita dal CERN è un po' più di un decimo di quella messa a disposizione di una centrale nucleare. Se siete contrari al nucleare e preferite fonti di energia più verdi, pensate che la potenza prodotta da una turbina eolica è circa 1.5 MW, quindi servono 120 turbine per saziare la fame di potenza del CERN. Se moltiplichiamo questa potenza per il numero di ore in cui il CERN è operativo durante un anno otteniamo che l'energia utilizzata dal laboratorio è circa 1 TWh che per semplicità possiamo confrontare con il consumo energetico del Cantone di Ginevra (11 TWh) e anche in questo caso troviamo che il CERN consuma circa un decimo del fabbisogno energetico dell'intero Cantone.

• Risposta: Potenza richiesta = 10% di una centrale nucleare
• Risposta: Energia consumata = 10% del consumo di tutto il Cantone di Ginevra

Altre domande?
L'anno scorso in occasione del primo fascio e purtroppo anche del fatale evento che ha messo KO la macchina per 14 mesi, avevo preparato due altri interessanti post (Domande su LHC, LHC: mi sono rotto). Andate a buttarci un occhio e magari leggete anche i commenti che erano, mi sembra di ricordare, molto interessanti. Se volete risposte ad altre domande argute e curiose, le trovate (in inglese) in questa bellissima pagina riassuntiva, oppure chiedete e cercherò di accontentarvi.

Un anno di Jack

Caro Giacomino, oggi abbiamo festeggiato il tuo primo anno di vita ed è stata una grande festa, con la torta, i palloncini, tanti giochi e anche tanti amici che ti hanno visto crescere e fare progressi un giorno dopo l'altro.

Un anno fa come oggi, la tua mamma e il tuo papà erano nella confusione più totale, continuavano a correre da un posto all'altro, rispondere al telefono, salutare amici e parenti in visita. Potevano fare tante cose, tranne esaudire il loro più grande desiderio: stringerti forte e abbracciarti. Tu eri chiuso in un'incubratrice al caldo e nel tuo guscio di vetro ti facevi un po' desiderare come fanno le star. Che paura che abbiamo avuto, ma tu ci hai subito fatto capire di che pasta eri fatto e che avresti venduta cara la pella. La notte scorsa, la mamma non è riuscita a dormire. Le tornavano alla mente quelle sensazioni forti, ma forse era solo una scusa per poter stare sveglia ad ascoltare il tuo respiro sereno. Chi ti vede oggi, muovere i primi passi da solo e divertirti a giocare con i tuoi regali, non ci riesce nemmeno a credere che un anno fa ci hai fatto questo bello scherzetto. Ma questa è un'altra storia e oggi vogliamo solo fare festa.

Festa, festa, festa! La mamma è stata davvero mitica: è andata a Como a comprarti dei palloni gonfiati ad elio veramente fantastici. Uno ha la forma della faccia di Topolino, il tuo amico preferito e un altro è a forma di 1 come un po' tutti gli ingredienti della festa. E la scritta Happy Birthday che abbiamo appeso alla finestra? Lo zio e il papi hanno scritto sul tavolo della cucina con le bottiglie e i bicchieri Jack 1, proprio come su quella maglietta dell'Inter che aspetta di essere autografata dal capitano Zanetti. L'unica delusione è stata la candelina sulla torta a forma di 1: dopo mesi di allenamento per imparare a spegnerla, ti sei emozionato e tutte quelle facce che ti guardavano ti hanno un po' intimorito e tui hai preferito infilarti il ciuccio in bocca e un dito nella panna.

Il resoconto dettagliato lo trovate nelle numerose fotografie e nel video qui sotto.

Tanti auguri Jack, è stato un anno bellissimo
e il prossimo sarà altrettanto!

Bieta ripassata in padella

Ma voi direte... Questo è solo un contorno? Ma visto che i contorni e le verdure sono le uniche cose che posso mangiare, prendentela come ricetta del giorno e non vi lamentate troppo.

Allora dicevamo bieta ripassata in padella, un piatto che mi ricorda tanto i miei trascorsi romani e in particolare i pasti consumati alla caritas, oggi però ad aiutarmi in cucina c'era il nostro angelo-diavoletto che si sta preparando alla grande festa di domani.

Preparare questo piatto è semplicissimo e non serve avere in casa nulla di particolare, a parte le coste o bieta che dir si voglia. A me piace mangiare sia la parte fogliosa verde sia quella bianca e un po' più dura del gambo il trucco è far lessare per qualche minuto di più i gambi in modo da renderli un po' più delicati. Una volta che la verdura è bollita per bene, va scolata e subito ributtata in una padella dove avete preventivamente fatto dorare un po' d'aglio in olio extra vergine d'oliva. Aggiungete olive, passata di pomodoro e se volete rendere il piatto un po' più saporito anche un pizzico di peperoncino.

Quando la passata si sarà quasi completamente asciugata versate la bieta ripassata nei piatti e preparati per un gustuso e saporito contorno che può anche diventare un secondo!

I fasci sono tornati

Lo so che qualcuno potrà, con malafede, interpretare questo titolo in modo assolutamente politico e altrettanto sbagliato. I fasci sono tornati significa che finalmente dopo 14 mesi di stop, fasci di protoni hanno ripreso a circolare alla velocità della luce all'interno del più grande acceleratore di particelle (LHC) del mondo.

Ma che fine ha fatto il super acceleratore?

A voler essere pignoli, questo è una sorta di deja vu, vissuto il 10 settembre dello scorso anno, quindi a voler ben vedere sembra non esserci nulla di nuovo da annunciare, ma non è proprio così. Usando le parole del direttore del CERN, Rolf Heuer, oggi abbiamo una conoscenza molto più approfondita di LHC, che un anno fa non potevamo nemmeno immaginare. Il fatto di essere stati forzatamente fermi per questo lungo periodo ci ha permesso di aggiungere tutti quei ritocchini che rendono l'insieme molto più stabile, sicuro e durevole.

Questa notte, i fasci di particelle hanno ripreso a circolare in entrambe le direzioni, e mentre vi scrivo è in corso una riunione in cui si deciderà come procedere oggi e nei prossimi giorni. L'idea è di arrivare presto alle prime collisioni e poi gradualmente aumentare l'energia e la luminosità dei fasci. È ancora una strada lunga, ma il finalmente si ritorna a vedere la meta.

E gli uccelli?

Si anche loro ci mettono il becco. Non a caso, il CERN ha deciso di annunciare i progressi con LHC usando Twitter. Di sicuro però, l'uccello più famoso è quello che, secondo i giornali, ha tentato di boicottare LHC e quindi di fermare la distruzione del mondo, mandando in corto un generatore di corrente e provocando l'inserimento di tutti i circuiti di protezione e lo spegnimento di un settore dell'acceleratore. A chi dice che è bastata una briciola di pane a fermare la più grande macchina mai costruita dall'uomo, rispondo che per fortuna l'uomo aveva previsto che simili eventi - un black out - potessero accadere e ha predisposto che la più grande macchina del mondo potesse spegnersi in assoluta sicurezza senza arrecare danni a cose e soprattutto a persone.

Prezzi carburanti in Svizzera (20 Novembre 09)

(Clicca su per un aggiornamento sui prezzi)

Avete in programma un gita nel Canton Ticino? Magari siete tra i fortunati possessori di uno scudo fiscale e avete un po' di finanze da rientrare... Magari invece volete solamente fare una gita fuori porta e siete curiosi di sapere quanto costa fare il pieno oltre confine. Allora siete arrivati nel posto giusto, ecco la vostra tabella comparativa e buon pieno a tutti...

	In Italia	In Svizzera
Benzina verde al litro	€ 1.242	CHF 1.64 = € 1.085
Gasolio al litro	€ 1.098	CHF 1.67 = € 1.105

Un risotto dal sapore autunnale

E sono ancora una volta qui a raccontarvi di un gustoso e molto ricco piatto di stagione, si tratta di un risotto al sapore di zucca e finocchio che questa sera ho cucinato per la mia Tata e me. La ricetta, ovviamente, non l'ho inventata io, ma l'ho trovata sul web e l'ho solo leggermente modificata dimezzando le dosi - originariamente per 4 persone - e riducendo leggermente il contenuto di colestorolo.

Per i dettagli vi consiglio di seguire la ricetta qui descritta, io posso dirvi un po' di retroscena. Innazittutto non sottovalutate il tempo di preparazione, la ricetta dice 5 minuti, oltre ai 35 di cottura, ma questo non comprende la preparazione del brodo di pollo e la pulitura della zucca. Per il resto la ricetta è molto semplice, basta mettere tutto insieme in una casseruola e in fornare. Il nostro forno non è un granché e così i 35 minuti di cottura sono diventati 40 e alla fine ho preferito fare la mantecatura del risotto sulla fiamma viva del fornello a gas.

Il piatto ha un sapore pieno ed è bello alternare il gusto dolce della zucca e quello profumato del finocchio. Secondo me, e credo di essere un teste affidabile in merito, le porzioni sono piuttosto abbondanti, quindi alla fine vi ritroverete sazi con la pancia bella piena.


Buon appetito!

Reattori a fusione

Quando 1 + 1 non fa due e la differenza è energia

Prima di ricominciare con la nostra mini serie nucleare, facciamo un brevissimo riassunto delle puntate precedenti, o meglio cerchiamo di ricapitolare tutto quello che abbiamo imparato e che ci servirà per capire il funzionamento della fusione nucleare.

Nella prima puntata (Un nucleo pieno di energia) abbiamo scoperto che esiste una forza - detta nucleare forte - che tiene insieme protoni e neutroni all'interno del nucleo. Come dice il nome questa interazione è molto forte, molto più forte della repulsione elettrostatica, ma ha un raggio d'azione parecchio limitato il che la rende quasi inesistente non appena due nucleoni si allontano. Sempre nella prima puntata abbiamo fatto la meravigliosa quanto inattesa scoperta che quando singoli protoni e neutroni si legano a formare un nucleo, allora parte della loro massa complessiva si trasforma in energia, proprio quell'energia che li tiene legati insieme.

In conclusione della prima puntata e per tutta la seconda (Reattori a fissione) ci siamo occupati della possibilità di spremere energia da un nucleo grande spaccandolo in due nuclei più piccoli. Questa è una conseguenza diretta di un altro grafico fondamentale di cui abbiamo già parlato, l'energia di legame per nucleone; l'altra conseguenza è che si può guadagnare energia unendo due nuclei piccoli ovvero attraverso la fusione nucleare.

Siamo vivi grazie alla fusione

È proprio il caso di dire che la vita sulla Terra non esisterebbe se non ci fosse la fusione nucleare. Il nostro Sole, come tutte le altre stelle che riempiono il cielo, sono delle enormi centrali nucleari a fusione dove nuclei leggeri sono fusi insieme per formare nuclei più pesanti, dall'idrogeno fino agli isotopi di ferro e nickel.

Il fatto che la generazione di energia attraverso la fusione sia così tanto comune in natura non la rende una tecnica semplice. Pensate che fin dal 1950 sono in corso vasti studi per realizzare macchine in grado di controllare e sostenere una reazione di fusione con un bilancio netto e positivo di energia e ancora non ci siamo arrivati. L'unica consolazione è che gli scienziati non si sono mica arresi e prima della fine del 2020 avranno costruito nel sud della Francia, grazie ad una collaborazione scientifica planetaria, ITER, il più grande reattore a confinamento magnetico - vedremo nel seguito cosa significa - che sarà in grado di sostenere per un centinaio di secondi una fusione termonucleare. Da qui ad un reattore in grado di produrre efficacemente e in sicurezza energia elettrica, la strada è ancora lunga, ma non per questo ci dobbiamo arrendere.

Ma perché la fusione è così difficile?

Comparata alla fusione, la fissione nucleare è un gioco da ragazzi. Vi ricordate come funzionava un reattore a fissione? Bastava prendere una certa quantità minima di combustibile, sparargli contro un po' di neutroni per accenderlo e poi semplicemente controllare la temperatura attraverso il numero di neutroni contenuti nel nocciolo. La fusione è intrinsecamente più complessa. Ci sono sostanzialmente due motivi fisici che la rendono tale: la repulsione Coulombiana e la necessità del confinamento. Vediamo nel dettaglio di cosa stiamo parlando.

Abbattere il muro di Coulomb

Sparare un neutrone contro un nucleo è relativamente facile, perché il neutrone non ha nessuna carica elettrica e quindi una volta indirizzato verso il nucleo questo continuerà il suo viaggio indisturbato fino alla meta. Non è così facile sparare un protone contro un nucleo. Immaginiamo per esempio di voler far urtare uno contro l'altro due nuclei di idrogeno - ovvero due protoni. Questi hanno entrambi una carica elettrica positiva e quindi sono soggetti ad una forza di repulsione che cresce con il diminuire della distanza. In parole povere signfica che se consideriamo un protone fermo (bersaglio) e l'altro in moto (proiettile), allora vedremo il proiettile decelerare mentre si avvicina al bersaglio come se si trovasse a percorrere una strada in salita. Se la velocità iniziale del proiettile (o la sua energia cinetica) non è sufficientemente alta, allora vedremo il proiettile fermarsi prima di urtare il bersaglio e cominciare indietreggiare. Quando però l'energia del proiettile è sufficiente a farlo avvicinare ad una distanza "nucleare" - il diametro di un nucleo - allora entra in gioco la forza nucleare forte, che è attrattiva, e risucchia il proiettile nel bersaglio.

Ecco spiegato il primo inghippo, il fatto che la fusione avviene tra elementi carichi richiede di superare la barriera elettrostatica e di conseguenza i reagenti devono avere una velocità minima parecchio elevata perché questo avvenga. Un metodo per aumentare la velocità media delle particelle è quello di alzare la temperatura (fusione termonucleare): riscaldando i reagenti ad una temperatura di qualche milione di gradi si possono osservare reazioni di fusione con rilascio di energia.

Confinare la patata bollente

Per superare la barriera Coulombiana abbiamo bisogno di riscaldare il nostro combustile a temperature elevatissime fino a trasformarlo in un plasma altamente ionizzato. Per far questo dobbiamo necessariamente investire una certa quantità - non trascurabile - di energia, ma lo facciamo nella speranza che poi il plasma si auto-sostenga, ovvero che gli eventi di fusione rilascino l'energia sufficiente per mantenere la temperatura giusta e bilanciare eventuali perdite. In realtà vorremmo che l'energia prodotta sia addirittura maggiore perché vorremmo poterci guadagnare qualcosa da questo gioco.

Il problema è che questo plasma è davvero un'enorme patata bollente che tende ad espandersi e a raffreddarsi ed è facile immaginare che mantenere stabile e compatto questo mostro non sia una cosa facile. In natura, nelle stelle, il confinamento è gravitazionale: la massa del plasma è tale da esercitare su sé stesso una forza attrattiva da tenerlo ben compatto e coeso. Purtroppo non è possibile realizzare una situazione situazione sulla terra perché dovremmo ammassare una quantità di idrogeno pari a due o tre volte la massa di Giove!

L'altra possibilità è quella di sfruttare il fatto che questo plasma è carico elettricamente: in questo modo possiamo costruire una sorta di cella di isolamento con mura magnetiche in cui rinchiudere il plasma. Questo è il principio alla base del confinamento magnetico implementato nei moderni reattori Tokamak.

E poi? Cerchiamo il combustibile...

Ammesso che siamo stati in grado di superare questi due primi ostacoli non da poco, possiamo pensare di andare avanti nella nostra ricerca di energia. Come prima cosa dobbiamo capire quale sia il migliore combustibile, ovvero quello con la maggior resa. Dopo anni di studio, gli scienziati sono giunti alla conclusione che la miglior reazione è quella che fonde insieme un nucleo di deuterio con uno di trizio per ottenerne uno di elio e un neutrone veloce. Sia il deuterio sia il trizio sono isotopi dell'idrogeno, ovvero nuclei con 1 protone e, 1 o 2 neutroni rispettivamente. Il fatto che ogni evento di fusione rilascia milioni di volte più energia che la combustione chimica fa si che la quantità di combustibile da "bruciare" sia minima. Per fare un esempio e dare un po' di numeri: una centrale da 1 GW a carbone, brucia circa 2.7 milioni di tonnellate di carbone in un anno; le centrali a fusione che eventualmente andremo a costruire dal 2050 in avanti avranno la stessa potenza bruciando solo 250 kg di combustibile.

Di dueterio ne abbiamo in abbondanza. Questo è un isotopo stabile, non ci sono problemi di radioattività e il mare ne è pieno: in ogni litro di acqua marina ci sono 33 milligrammi di deuterio. Non si può dire la stessa cosa per il trizio. Questo infatti è un isotopo radioattivo con un'emivita breve e che è presente in natura solo in tracce - solo 20 kg in tutto il mondo -, ma si può produrre o all'interno dei reattori a fissione o proprio nei reattori a fusionie Infatti è possibile utilizzare alcuni dei neutroni prodotti nella fusione per creare nuovo di trizio da riusare come carburante.

E le scorie?

Quali scorie? Questo è il bello della fusione... Non ci sono scorie, non ci sono emissioni di anidride carbonica e di gas serra, non ci sono sostanze tossiche né inquinanti. Viene prodotta una certa quantità di elio, un gas nobile e inerte che non costituisce nessun problema per l'ambiente. C'è un minimo rischio radiologico, perché mentre in operazione vengono creati parecchi neutroni veloci, ma questi sono totalmente fermati nelle pareti del reattore senza alcun pericolo per l'ambiente. E' possibile che alcuni materiali che compongono il reattore stesso vengano attivati dal flusso di neutroni e per cui è necessario progettarli in modo da utilizzare materiali che in caso di attivazione abbiano vita media molto breve in modo da poterne disporre in modo semplice.

Ma se si fonde tutto?

Anche in questo caso possiamo stare molto tranquilli. Qualora per qualsiasi ragione si dovesse perdere il controllo del plasma ad altissima temperatura, questo perde di stabilità e si raffredda in modo autonomo e quasi istantaneamente. Quindi non ci sono rischi strutturali. Anzi si fa talmente fatica a tenere il plasma confinato e caldo che il problema è piuttosto il contrario.

Perfetto, ma allora cosa stiamo aspettando?

Ottima domanda! La risposta è che questa fonte di energia pulitissima, praticamente inesauribile e molto economica, ancora non è pronta per essere sfruttata. Questi numeri dovrebbero farvi capire quanto ancora sia lunga la strada da percorrere:

• la durata massima di un plasma caldo è di 6 minuti e 30 secondi ed è stata ottenuta al JET (Joint European Torus). Ovviamente vorremmo un plasma che duri indefinitivamente, o almeno fin tanto che non siamo noi a spegnerlo. Sei minuti e mezzo di accensione sono un po' pochini per una centrale, non credete?
• il breakeven è ancora lontano: al momento il miglior record spetta ancora al JET e si è ottenuta un'energia pari al 70% di quella utilizzata per far partire la reazione. Ovvero si spende 100 per guadagnare 70... non siamo dei gran affaristi.

Ma non è sicuramente il momento di mollare: quando ITER sarà pronto, sarà in grado di fornire 10 volte l'energia necessaria per operarlo. E questo non è che un prototipo di quelle che saranno le centrali del prossimo secolo!

C'è da spostare una bombola

Uno dei vantaggi di lavorare in un grosso laboratorio è che ogni giorno ci si può divertire a fare qualcosa di nuovo; altro vantaggio considerevole è che specialmente quando si hanno delle mansioni potenzialmente pericolose si deve seguire un addestramento specifico. Tutto questo per dirvi che oggi ho partecipato, insieme a due miei colleghi, ad un corso organizzato da Air Liquide, su come maneggiare e trasportare le bombole ed effettuare i travasi di liquidi criogenici.

Direte voi: ma a cosa ti serve? In realtà da quando sono qui al JRC ho dovuto imparare come fare tutte queste cose e un bel corso serio con tanto di prove sul campo era proprio quello che ci voleva. Nel nostro caso specifico usiamo abitualmente 4 tipologie di gas come sorgente per le particelle che andiamo ad accelerare: questi sono idrogeno, deuterio, elio 3 e elio 4. Queste bombole sono molto piccole, ma hanno un costo spropositato vista la loro elevatissima purezza, in particolare quella di elio 3 (l'isotopo con 2 protoni e 1 solo neutrone) molto raro in natura (1 parte per milione circa). Oltre a queste abbiamo bombole "industriali" - ovvero di purezza standard e composizione isotopica naturale - di elio che utilizziamo nella ricerca delle fughe negli impianti sotto vuoto e come gas refrigerante per abbassare la temperatura dei bersagli sottoposti ad irraggiamento.

In più abbiamo parecchi rivelatori al germanio che vanno mantenuti alla temperatura dell'azoto liquido (circa -200 C) per cui dobbiamo costantemente riempire i criostati con gas liquefatto. E' sempre un'esperienza affascinante vedere un gas liquido che inizia a bollire a temperatura ambiente.

In catalogo

Ho ricevuto una lettera raccomandata con tanto di numero di protocollo (vedi copia conforme all'originale nella foto qui accanto) in cui mi si formalmente invitava alla presentazione di un innovativo prodotto sviluppato dall'Università dell'Insubria e che finalmente ha trovato spazio sul catalogo di una importante azienda del settore.

A parte gli scherzi sono veramente molto contento, più che della scherzosa lettera di accompagnamento, del leaflet con la descrizione delle nostre beneamate GPA. Si sono proprio loro, quelle che una volta erano blu e che adesso sono diventate rosse.

Finalmente la meritata ricompensa per il duro lavoro...

Sociologia al GF10

Scusate il disordine, ma scrivo questo post riempindolo con pensieri di getto che senza filtro escono dalla testa per finire sulle dite che schiaffeggiano la tastiera. Se non riuscite a seguirmi nel discorso, tranquilli non siete voi ad essere lenti, sono io ad essere troppo incasinato.

Sto sistemando la cucina dopo cena, già con il morale in cantina. Alla TV finisce Striscia e inizia il GF, il cui tema della serata è ovviamente la rivelazione che Gabriele ha fatto ai membri della casa di essere una lei in procinto di diventare un lui. In pratica, ci ha spiegato che anche in Italia esistono i transessuali, come se nessuno di noi ne avesse mai sentito parlare prima.

Interviene il serafico Alfonso Signorini. Premetto che nella mia personalissima scala delle antipatie questo personaggio si colloca al secondo posto alle spalle dell'irraggiungibile Giacobbo e tamponato dal dietro - non fate della facile ironia - da Alessandro Cecchi Pavone. Dicevo interviene Signorini per dire che la reazione degli altri concorrenti alla rivelazione di Gabriele / Elettra è anormale. L'hanno presa troppo bene, sono troppo tolleranti, troppo santi! Ci deve essere qualcosa di falso perché questa non è l'immagine del nostro Paese.

Oh mio Dio. Illuminato sulla via di Damasco. I concorrenti del GF non sono un campione statisticamente rappresentativo degli Italiani. Adesso, caro Signorini, non vorrei farti una lezione né di sociologia, né tantomeno di statistica... ma ti ci voleva la rivelazione di un trans per farti capire che non tutti i giovani italiani affidano le loro aspettative, le loro speranze e il loro futuro a farsi vedere in mutande mentre oziano in Tv tutto il giorno?

Grazie Gabriele, adesso grazie al tuo outing so - e ne ho la prova - che io non sono rappresentato dai concorrenti della casa. E di questo ne vado fiero!

Predator, l'orologio e gli ispettori

Potrebbe sembrare il titolo di una parodia di qualche film di pseudo fantascienza, invece è il riassunto molto spiccio della mia settimana lavorativa. Settimana, che come ricorderete è cominciata di martedì ed in un attimo è volata via: vuol dire che non ho avuto nemmeno il tempo di pensare se mi stavo annoiando oppure no.

Cominciamo da Predator...

Il programma della settimana prevedeva uno al massimo due giorni completamente dedicati ad una manutenzione straordinaria all'alimentare di uno dei magneti del nostro acceleratore. Questo generatore di corrente (160 ampere!) era da qualche settimana che faceva le bizze e quando meno ce lo aspettavamo si spegneva lasciandoci, come si dice in questi casi, con il naso in mezzo alla faccia! Purtroppo però il problema non era facilmente riproducibile e così indivuarne la causa esatta praticamente impossibile. L'unica soluzione era di prendere il coraggio a due mani e farne una revisione completa sperando di sistemare tutte le magagne.

Dovete sapere che un tale alimentatore ha le dimensioni di un armadio ricolmo di schede elettroniche, transistor di potenza, ventilatori e da un grosso trasformatore variabile trifase vero principe della scena. Farne una revisione completa, significa guardare con occhio attento tutti i più piccoli particolari, stringere tutte le viti che con gli anni si sono allentate, controllare tutte le connessioni e soprattutto rimuovere strati e strati di polvere che nel corso del tempo si sono accumulati un po' ovunque. Appena abbiamo aperto l'armadio ci siamo resi conto che lo spettacolo - orribile - che ci si presentava necessitava sicuramente più di un giornata di duro lavoro: contatti ossidati, un cavo da 35 millimetri quadrati parzialmente fuso, parecchi transistor morti. Insomma un bollettino di guerra.

Ma come capire che si è sistemato proprio tutto? Semplice: si usano gli occhi di Predator. Abbiamo in dotazione uno strumento veramente unico nel suo genere per questo tipo di lavori: una camera a raggi infrarossi che permette di fare un fotografia della temperatura di un oggetto senza doverlo toccare. Se aggiungete che questa macchina fotografica ha la forma di una pistola, c'è un grilletto come comando dell'otturatore ed è anche dotata di un puntatore laser, allora viene spontaneo chiamarla Predator.

Questo trucco funziona perché la temperatura ci dice tanto di un componente elettronico: se un punto è molto più caldo degli altri, allora potrebbe essere necessario controllarlo e cercare di abbassargli la febbre, invece se un componente è molto, troppo freddo, allora potrebbe essere decisamente morto e vale la pena sostituirlo. Ovviamente non ho resistito alla tentazione e mi sono fatto scattare una foto-termica che non appena riuscirò a scaricare da Predator diventerà la mia foto profilo su Facebook.

L'orologio

Giovedì pomeriggio, appena terminato con successo il test finale sull'alimentatore pronti via altro giro altra corsa. Dovete sapere che essendo il ciclotrone una macchina piuttosto pericolosa, dobbiamo garantirne un funzionamento sicuro sia per gli operatori sia per le persone che vivono nelle vicinanze del Centro. Così tutte le apparecchiature potenzialmente pericolose devono essere controllate da un esperto che ne certifica il buon funzionamento secondo i limiti e le prescrizioni imposti dalla legge. Giovedì attendavamo l'esperto di Radiazioni Non Ionizzanti (NIR). Per una macchina in grado di produrre radiazioni fortemente ionizzanti, quelle non ionizzanti potrebbero apparire un problema minore, ma la legge non ammette eccezioni e visto che abbiamo due generatori di radiofrequenza - come quelli usati nelle stazioni radiofoniche, per intenderci - abbiamo l'obbligo di farne controllare il corretto funzionamento.

A questo scopo, esiste uno strumento dalla forma simile a quella di un telecomando con un'antenna sproporzionata sul davanti. Questo è in grado di captare le onde elettromagnetiche come quelle delle trasmissioni radio-tv o dei telefonini e ci dice quanto intense sono. Senza troppa sorpresa, abbiamo scoperto che il nostro ciclotrone, quando è al massimo della potenza emette un campo al più pari a quello di un telefono cellulare, ma solo se si tiene il portone del bunker aperto. Quando lo si chiude, non esce proprio niente.

Se questa non è stata una gran sorpresa, lo è stato guardare il mio orologio dopo aver fatto la misura. Infatti per farla, mi sono dovuto arrampicare sopra al ciclotrone con il magnete da 2 tesla accesso e il risultato è stato che la lancetta del cronografo si è spostata in avanti di 6 secondi e nemmeno il tasto reset la riportava indietro. Per fortuna che in un laboratorio di scienziati seri, magneti da banco non mancano mai e con qualche accorgimento siamo riusciti a riportare la lancetta indietro nel tempo senza creare nessuna rottura nel continuum spazio-temporale.

Gli ispettori

Per concludere in bellezza la settimana, per oggi avevamo in programma un irraggiamento con neutroni termici, ma proprio mentre stavamo facendo il setting del fascio riceviamo un telefonata: occhio che ci sono gli ispettori dell'IAEA, l'Agenzia Internazionale dell'Energia Atomica. Sì avete capito bene, sono gli stessi ispettori che visitano regolarmente gli impianti nucleari in tutti i Paesi del mondo e che sono famosi per le loro ispezioni nei siti nucleari iraniani. Dato che il Centro è un sito nucleare, loro hanno tutto il diritto di presentarsi quando vogliono per verificare che tutto sia in regola e che non ci siano attività illecite in corso.

La loro visita doveva essere una sorpresa, ma non appena si sono presentati al cancello, la voce ha cominciato a spandersi a macchia d'olio e in pochi minuti i laboratori interessati dall'ispezione erano tutti informati e sull'attenti. Noi credavamo volessero verificare lo stato di quei pochi grammi di materiale fissile che conserviamo nella nostra sala di stoccaggio, invece, hanno voluto vedere l'officina calda, dove vengono lavorati i pezzi metallici potenzialmente radioattivi. Valli a capire questi ispettori...

Intensa come settimana vero? E la prossima sarà altrettanto. Anzi fatemi un in bocca al lupo, perché lunedì sarò chiamato a difendere davanti ad una commissione scientifica un piccolo progetto di cui sarò, insieme a due altri giovani colleghi, responsabile... speriamo di portare a casa la pagnotta!

Tagliata di tonno pinna gialla

Bisogna tornare indietro nel tempo fino a circa un anno fa quando il nostro the_real_boss si era offerta volontaria nel gestire una nuova rubrica e presentando una buona ricetta della nostra traduzione culinaria alla settimana. È il problema dei capi... sono sempre troppo impegnati per fare tutto.

Invece io sto seguendo un regime dietetico molto stretto da oltre sei mesi a causa di elevati livelli di colesterolo. Negli ultimi 3 mesi ho dovuto intensificare la dieta rinunciando completamente alla carne - mi è concessa una sola volta alla settimana e solo se bianca. Non avrei mai pensato che una bella bistecca al sangue mi sarebbe mancata così tanto...

Questa mattina - la Commissione Europea festeggia il giorno dei morti con un bel giorno di ferie - sono andato a fare la spesa e tra i banchi del pesce ho trovato un ottimo e fresco filetto di tonno pinna gialla dal tipico colore rosso che chiedeva di essere mangiato. A questo punto mi serviva un buon modo per cucinarlo e così ho trovato un blog con ricette di prima mano che ho accuratamente consultato: il titolo Tagliata di tonno all'aceto balsamico mi ha subito ispirato e mi sono dato ai fornelli.

Come al solito ho fatto qualche variante alla ricetta, giusto per dare sfogo alla mia fantasia, ma il risultato è stato indubbiamente notevole al palato, soprattutto grazie a quel gusto di arancia. L'impressione come potete vedere dalle foto è proprio quella di una bistecca, ma il gusto decisamente quello del tonno fresco e soprattutto i preziosi Omega-3 di cui il nostro pesce nazionale è molto ricco.

Ps. un ringraziamento speciale alla mia Tata che mi cucina sempre succulenti pranzetti tutti i giorni dell'anno!

...

Se avess'io
di Alda Merini

Se avess'io levità di una fanciulla
invece di codesto, torturato,
pesantissimo cuore e conoscessi
la purezza delle acque come fossi
entro raccolta in miti-sacrifici,
spoglierei questa insipida memoria
per immergermi in te, fatto mio uomo.

Io ti debbo i racconti piu fruttuosi
della mia terra che non dà mai spiga.
e ti debbo parole come l'ape
deve miele al suo fiore. Perchè t'amo
caro,da sempre, prima dell'inferno
prima del paradiso, prima ancora
che io fossi buttata nell'argilla
del mio pavido corpo. Amore mio
quanto pesante è adducerti il mio carro
che io guido nel giorno dell'arsura
alle tue mille bocche di ristoro!