Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

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Tags : istituto nazionale di fisica nucleare, nucleare, energia, economia, fisica nucleare, fisica, scienza

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Istituto nazionale di fisica nucleare

Logo dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.

L’istituto nazionale di fisica nucleare, in sigla INFN, è l’istituto italiano che promuove, coordina ed effettua la ricerca scientifica nel campo della fisica subnucleare, nucleare e astroparticellare, nonché lo sviluppo tecnologico necessario alle attività in tali settori. Opera in stretta connessione con l’Università e nell’ambito della collaborazione e del confronto internazionale.

L'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ha sede in Roma presso il cinquecentesco Palazzo Lante, in Piazza dei Caprettari 70.

L'attività dell'INFN si basa su due tipi di strutture di ricerca complementari: le Sezioni e i Laboratori Nazionali, più un Centro Nazionale per le attività di calcolo (il CNAF a Bologna). Le 20 Sezioni e i 9 Gruppi collegati hanno sede in dipartimenti universitari e realizzano il collegamento diretto tra l'Istituto e le Università. I quattro Laboratori, con sedi a Catania (LNS), Frascati LNF, Legnaro (LNL) e Gran Sasso (LNGS sito), ospitano grandi apparecchiature e infrastrutture messe a disposizione della comunità scientifica nazionale e internazionale. I Laboratori Nazionali di Frascati, che sono i più grandi, ospitano il collisore elettroni-antielettroni DAΦNE (Double Annular Φfactory for Nice Experiments), che fino all'accensione dell'LHC sarà l'unico acceleratore del suo genere ad essere attivo in Europa. Il personale dell'INFN conta circa 2000 dipendenti propri, quasi 2000 dipendenti universitari coinvolti nelle attività dell'Istituto e 1300 giovani tra laureandi, borsisti e dottorandi.

L'organizzazione dell'Istituto si propone di rappresentare un efficace equilibrio fra gestione centralizzata e decentralizzata ed è frutto di consuetudini consolidate negli anni. L'organo decisionale dell'Istituto è il Consiglio Direttivo, costituito dal Presidente e dalla Giunta Esecutiva, dai quattro Direttori dei Laboratori Nazionali e 20 Direttori delle Sezioni, da rappresentanti del MURST, del Ministero dell'Industria, del CNR e dell'ENEA. L'attuazione delle decisioni del Consiglio compete, secondo i casi, al Presidente, alla Giunta, ai Direttori di Laboratorio o di Sezione per l'organizzazione delle attività a livello locale, il tutto con l'ausilio dei dirigenti dell'Amministrazione Centrale.

L'INFN si è dotato di una Commissione Nazionale per la Formazione Esterna e il Trasferimento Tecnologico (CTT), di una Commissione Calcolo e Reti (CRR), nonché di un Comitato per le Pari Opportunità (CPO). L'attività scientifica dell'Istituto viene valutata da un Comitato di Valutazione Interno (CVI).

L'INFN venne istituito l'8 agosto 1951 da gruppi delle Università di Roma, Padova, Torino e Milano al fine di proseguire e sviluppare la tradizione scientifica iniziata negli anni '30 con le ricerche teoriche e sperimentali di fisica nucleare di Enrico Fermi e della sua scuola.

Nella seconda metà degli anni '50 l'INFN progettò e costruì il primo acceleratore italiano, l'elettrosincrotrone realizzato a Frascati dove nacque il primo Laboratorio Nazionale dell'Istituto. Nello stesso periodo iniziò la partecipazione dell'INFN alle attività di ricerca del CERN, il Centro europeo di ricerche nucleari di Ginevra, per la costruzione e l'utilizzo di macchine acceleratrici sempre più potenti.

Per la parte superiore



Fusione nucleare fredda

Schema del reattore nichel-idrogeno ideato da Piantelli e Focardi per la misura dell'eventuale calore in eccesso[91]

La fusione nucleare fredda, detta comunemente fusione fredda (in inglese Cold Fusion, "CF", ed indicata anche come Low Energy Nuclear Reactions, LENR, "reazioni nucleari a bassa energia", o Chemically Assisted Nuclear Reactions, CANR, "reazioni nucleari assistite chimicamente"), è un nome generico attribuito a reazioni di probabile natura nucleare che si produrrebbero a pressioni ed a temperature molto minori di quelle necessarie per ottenere la fusione nucleare "calda" per la cui realizzazione sono necessarie temperature dell'ordine del milione di kelvin e densità elevate. Alcuni studiosi ritengono che il termine fusione fredda, sia da sostituire con il termine LENR, in quanto tutti i fenomeni qui di seguito descritti appartengono alla famiglia delle reazioni nucleari a bassa energia.

Dopo il clamore provocato nel 1989 dagli esperimenti di Martin Fleischmann e Stanley Pons (Università di Salt Lake City - Utah), poi ripetuti in diversi laboratori, seguirono studi teorici, tra cui quelli di Giuliano Preparata, docente di Fisica Nucleare all'Università di Milano che elaborò la sua "teoria coerente sulla fusione fredda". Nel Maggio 2008 Yoshiaki Arata uno dei padri del nucleare nipponico, insieme al collega Yue-Chang Zhang, ha mostrato pubblicamente ad Osaka un reattore funzionante con pochi grammi di palladio, che ha messo in movimento un motore Stirling a pistoni. Il reattore è stato realizzato anche grazie agli studi di Francesco Celani ed altri del laboratorio dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) di Frascati. Se il successo di questo esperimento sia dovuto alla fusione fredda o piuttosto ad una forma ancora non conosciuta di sviluppo di energia è tuttora oggetto di controversie.

Così come per la fusione termonucleare (fusione calda), in cui è necessario avvicinare i nuclei di deuterio e trizio a distanze tali da vincere la forza coulombiana di repulsione dei nuclei carichi positivamente permettendone quindi le reazioni di fusione. Diversamente per le reazioni di fusione fredda, dette anche LENR, quasi sempre i sostenitori della sua esistenza, affermano che per tali reazioni è comunque sempre necessario avvicinare gli atomi di deuterio tra di loro, superandone quindi la naturale forza coulombiana di repulsione, ma contrariamente alla fusione termonucleare si può ottenere lo stesso risultato spendendo relativamente poca energia, per mezzo dello sfruttamento di una poco compresa azione da parte di un catalizzatore quale ad esempio il palladio.

Il muone è una particella che ha la possibilità di sostituirsi all'elettrone dell'atomo, avendo questi una massa assai superiore a quella dell'elettrone (circa 200 volte) quando avviene la sostituzione, per il principio di conservazione del momento angolare, i muoni dovranno orbitare a distanze molto più prossime al nucleo e quindi schermando maggiormente la repulsione elettrica e questo permetterà l'avvicinamento tra quei nuclei che hanno sostituito i propri elettroni con muoni, a tale vicinanza da poterli portare in condizioni utili per innescare la reazione di fusione nucleare, con conseguente emissione di energia. I muoni, una volta che hanno innescato la fusione tra due nuclei, possono sopravviverne e quindi andare ad agire come catalizzatori per nuove reazioni. Oramai tutti i fisici sono concordi con la capacità dei muoni di poter essere utilizzati come catalizzatori per generare reazioni di fusione nucleare, ma vi è l'oggettiva impossibilità, allo stato attuale della tecnologia, nel rendere tali reazioni energeticamente convenienti.

Questo metodo si basa sulla possibilità di utilizzare la proprietà del palladio (o di altri catalizzatori) di caricare all'interno del proprio reticolo cristallino atomi di idrogeno o dei suoi isotopi come il deuterio, formando deuterio oppure idruro di palladio. C'è da mettere in rilievo che una condizione necessaria, ma non sufficiente, è che tale caricamento deve essere assai elevato e raggiungere una percentuale di H/Pd o D/Pd, detta anche di caricamento, che abbia un valore di almeno il 95%, ovvero per ogni atomo di palladio ci deve essere quasi un atomo di idrogeno o deuterio; condizione difficile da ottenere in tempi brevi, se non con particolari procedimenti di natura fisica e/o chimica.

È un dispositivo composto da un contenitore di materiale isolante, riempito con deuterio in soluzione ad un elettrolita, con al suo interno due elettrodi conduttivi metallici di cui il primo, normalmente in palladio o altro metallo capace di assorbire gli atomi di idrogeno o deuterio chiamato catodo, è collegato al polo negativo di un apposito alimentatore a corrente continua. Mentre l'altro elettrodo, chiamato anodo, è composto da un materiale resistente alla corrosione elettrolitica, come ad esempio il platino, è collegato a polo positivo dell'alimentatore. Tale cella, in particolari e non ancora chiarite condizioni fisiche, viene osservata una emissione di calore, in quantità superiore a quella che potrebbe generarsi secondo le classiche leggi della fisica.

Dispositivo concettualmente simile alla precedente Cella Elettrolitica, ma funzionante in un regime completamente differente. Il catodo è normalmente composto da una barra di tungsteno o altri tipi di materiali metallici, capaci di sopportare le elevatissime temperature prodotte da una bolla di plasma che si forma, causa le particolari condizioni di funzionamento, intorno all'elettrodo stesso.

Alcuni scienziati, come il giapponese Arata e gli italiani Piantelli e Focardi, hanno realizzato celle asciutte, nelle quali al posto di un elettrolita liquido, vi è un elettrolita gassoso, come il deuterio o l'idrogeno. In tali celle, all'interno del catodo di Palladio o nichel, vi può essere un accumulo di una grandi quantità di deuterio (caricamento), che possono portare ad ottenere elevatissime concentrazioni di gas che, in certe condizioni non ancora del tutto note, possono innescare fenomeni di generazione di calore, che possono essere spiegate come presumibilmente conseguenza di reazioni termonucleari.

La speciale capacità del palladio di assorbire idrogeno fu riconosciuta verso la fine del diciannovesimo secolo da Thomas Graham.. Nel 1926, due scienziati tedeschi, Friedrich Adolf Paneth e K. Peters, pubblicarono un lavoro sulla presunta trasformazione spontanea di idrogeno in elio da catalisi nucleare, quando l'idrogeno è assorbito da palladio a temperatura ambiente. Successivamente questi autori ammisero che l'elio da loro misurato era dovuto ad un inquinamento di elio presente, in modo naturale, nell'aria. Nel 1927, lo scienziato svedese J. Tandberg affermò di aver ottenuto una miscela di idrogeno in elio all'interno di una cella elettrolitica con elettrodi in palladio. Sulla base di tale lavoro chiese un brevetto svedese dal titolo: "un metodo che produce elio e utili reazioni energetiche". Dopo la scoperta del deuterio, nel 1932, Tandberg continuò i suoi esperimenti con l'acqua pesante. Causa però la precedente scoperta della reazione di Paneth e Peters', seguita poi dalla sua ritrattazione, il brevetto di Tandberg's sarebbe comunque risultato non valido. Il termine fusione fredda ("cold fusion") è stato coniato da Paul Palmer della Brigham Young University nel 1986 durante una ricerca di geo fusione ("geo-fusion") sulla possibilità di esistenza di fenomeni di fusione all'interno dei nuclei planetari.

Fleischmann disse che iniziò ad investigare la possibilità che le reazioni chimiche potessero influenzare i processi nucleari negli anni sessanta. Egli predisse che gli effetti collettivi da lui esplorati, potrebbero richiedere l'elettrodinamica quantistica per essere calcolati, questo potrebbe dare risultati più significativi rispetto agli effetti predetti dalla meccanica quantistica. Egli poi disse che, nel 1983, aveva l'evidenza sperimentale che lo portava a credere che nella fase condensata i sistemi sviluppano strutture coerenti piuttosto evidenti, con dimensioni dell'ordine dei 10-7m (1/10.000 mm). Nel 1984, come conseguenza di questi studi, Fleischmann e Pons iniziarono i loro esperimenti sulla fusione fredda.

La configurazione iniziale della cella di Fleischmann e Pons utilizzava un vaso di Dewar (un vaso di vetro a doppia parete al cui interno era stato fatto del vuoto), riempito di acqua pesante per svolgere l'elettrolisi, in modo che fosse minima (meno del 5% durante la durata di un tipico esperimento) la dispersione termica. La cella era poi immersa in un bagno termostatato a temperatura costante in modo da eliminare gli effetti di sorgenti esterne di calore. I due scienziati utilizzarono una cella aperta in modo da eliminare la pericolosa formazione di sacche di deuterio e ossigeno risultanti dalle reazioni di elettrolisi, anche se ciò avrebbe favorito qualche perdita termica e quindi il calcolo di una minore potenza prodotta dalla cella stessa. Tale configurazione, causa l'evaporazione del liquido, faceva si che fosse necessario, di tanto in tanto, rabboccare il vaso con nuova acqua pesante. I due scienziati fecero poi notare che se la cella era alta e stretta, l'azione delle bolle di gas prodotte dalla elettrolisi, avevano la proprietà di mescolare e portare ad una temperatura uniforme l'acqua pesante contenuta. Una particolare attenzione era poi messa nella utilizzazione di un catodo di palladio ed elettrolita di grande purezza, in modo da prevenire la possibilità di formazione di residui sulla superficie, questo specie per gli esperimenti più lunghi. La cella era poi corredata di un termistore per la misura della temperatura dell'elettrolita, ed un riscaldatore elettrico per la generazione di impulsi di calore necessari per calibrare le perdite di calore dovute alla evaporazione del gas. Dopo tale calibrazione era possibile, con relativa facilità, ottenere il valore di calore generato dalla reazione.

Una corrente costante fu applicata alla cella per un periodo di parecchie settimane, e quindi fu via via necessario addizionare la cella di nuova acqua pesante. Per la maggior parte del tempo, la potenza elettrica immessa nella cella era praticamente uguale a quella dispersa dalla cella stessa, evidenziando un funzionamento della cella secondo le consuete leggi della elettrochimica. In queste condizioni la temperatura della cella era di circa 30 °C. Ma in certi momenti e solo per alcuni esperimenti, la temperatura aumentava improvvisamente a circa 50 °C, senza che fosse variata la potenza elettrica in ingresso, questo repentino fenomeno poteva durare due o più giorni. In questi particolari momenti, la potenza generata, poteva essere superiore a 20 volte la potenza elettrica applicata, in ingresso, alla cella. In altri casi questi repentini innalzamenti di temperatura non venivano riscontrati per molto tempo e quindi la cella veniva spenta.

La temperatura della cella era misurata con un termistore, mentre un altro termistore era posto direttamente sul catodo in modo da poterne misurare la temperatura durante gli eventi di surriscaldamento.

L'efficacia di tale metodo di misura è stata spesso elemento di contestazione. L'esperimento, nel suo insieme, è stato poi criticato da Wilson Altri esperimenti utilizzanti celle aperte sono stati criticati da Shkedi e Jones. Molti ricercatori che hanno fatto sperimentazione sulla fusione fredda, hanno trovato tali critiche non convincenti e comunque non appilcabili in altre tipologie di esperimenti.

La fusione fredda divenne improvvisamente famosa il 23 marzo 1989 quando i chimici Martin Fleischmann dell'Università di Southampton in Inghilterra e Stanley Pons dell'Università dello Utah negli USA annunciarono alla stampa di essere riusciti a realizzarla.

La dichiarazione resa alla stampa il 10 marzo 1989 avvenne in un clima internazionale reso incandescente da disastri ambientali legati allo sfruttamento di energia: il disastro di Chernobyl il 26 aprile 1986, e, con una coincidenza che ha veramente dell'incredibile, il disastro della petroliera Exxon Valdez il 24 marzo 1989.

In aggiunta, la conferenza stampa fu rilasciata prima che apparisse una pubblicazione su rivista scientifica: un articolo breve comparve solo il 10 aprile, sul Journal of Electroanalytical Chemistry, ma era scritto in modo affrettato, e conteneva alcuni errori sulla misura dell'emissione di raggi gamma.

A conferma dell'avvenuta reazione nucleare, i due chimici portavano come prove le misure calorimetriche dell'energia rilasciata dalla reazione e le misure di irraggiamento neutronico, dovute ai neutroni ad alta energia rilasciati dalla reazione dei nuclei di deuterio.

Il 12 aprile Stanley Pons fece una presentazione trionfale dei risultati al congresso annuale della Società Americana di Chimica (ACS), mentre l'Università dello Utah chiedeva al Congresso degli Stati Uniti un finanziamento di 25 milioni di dollari per proseguire le ricerche. Su questa decisione non poteva non pesare la considerazione che, dopo il disastro ambientale della Exxon Valdez, il Congresso fosse ben disposto a finanziare ricerche sulla fusione fredda. Lo stesso Pons, al congresso della ACS, aveva dichiarato che la fusione fredda avrebbe fornito energia in eccesso con un dispositivo tascabile, se confrontato con gli apparati ben più complicati, necessari per la fusione nucleare "calda". Per questo motivo, Pons ricevette l'invito a incontrarsi con i rappresentanti del presidente Bush a inizio maggio.

Una della caratteristiche che hanno creato fin da subito critiche da una parte della comunità scientifica (nonché accese polemiche) è stata la scarsa riproducibilità degli esperimenti lamentata dai ricercatori fin da quando Fleischmann e Pons il 13 marzo 1989 inviarono al Journal of Electroanalytical Chemistry la pubblicazione con le loro ricerche, in quei febbrili momenti decine di laboratori fecero centinaia di tentativi di replicazione, purtroppo la grande parte di questi non diede esiti sicuramente positivi, era evidente che le condizioni per cui il fenomeno si poteva produrre erano molto particolari e quasi del tutto ignote anche ai due ricercatori, oppure questi si basavano su effetti non reali o spiegabili con particolari fenomeni di origine elettrochimica. Questa difficoltà nella dimostrazione oggettiva del fenomeno, unita ad una particolare situazione di grande attesa da parte del pubblico pompata da un atteggiamento sensazionalistico dei media fecero sì che alla fine fu gettato completo discredito sull'argomento.

Di contro, vari ricercatori che operano nel campo della fusione fredda avanzarono varie spiegazioni a giustificazione di questa difficoltà, essi sostengono che il protocollo da seguire redatto dai ricercatori Fleischmann, Martin & Pons non include una condizione assolutamente necessaria affinché il fenomeno stesso potesse svilupparsi, ovvero che fosse raggiunto un rapporto di caricamento da parte del deuterio nella matrice di palladio estremamente elevato, rapporto che doveva essere, come poi fu teoricamente dimostrato dai lavori di Giuliano Preparata, uguale o superiore a 0,95. Senza la conoscenza e successiva applicazione di questa informazione, non era possibile, da parte di chi tentò di riprodurre l'esperimento, ottenere una sufficiente costanza nei risultati.

L'articolo si conclude con la seguente considerazione: La Fusione fredda si spiega meglio come un esempio di "Scienza patologica".

Le polemiche cominciarono a montare alla successiva conferenza della Società Americana di Fisica (APS), il 1 maggio 1989, a Baltimora. Furono riportati i risultati di una collaborazione fra un gruppo dei Laboratori Nazionali di Brookhaven e l'Università Yale, in cui, riproducendo il dispositivo utilizzato da Fleischmann e Pons, non si otteneva né energia in eccesso, né soprattutto produzione di neutroni. Simili risultati furono poi riportati anche da ricercatori dei Laboratori di Harwell, vicino a Oxford, nel Regno Unito.

In novembre, uno speciale gruppo di scienziati incaricati dal Dipartimento dell'Energia statunitense (DOE) si pronunciò in modo negativo sulla fusione fredda, mentre già alla fine del 1989 negli Stati Uniti la fusione fredda veniva identificata come un fenomeno di pseudoscienza. Negli anni '90 negli Stati Uniti la ricerca sulla fusione fredda fu pochissima, mentre cominciavano ad emergere gruppi in Europa e Asia. Nel luglio 1990 Fleischmann e Pons correggevano il loro articolo iniziale, con un ponderoso lavoro di oltre 50 pagine, in cui spiegavano i dettagli del loro esperimento. Cominciavano anche ad emergere i retroscena della vicenda del 1989. Nel 1991 Eugene Mallove, che era capo redattore scientifico dell'ufficio stampa del MIT, ammise che l'importante relazione scritta dal Centro Ricerche sui Plasmi del MIT nel 1989, e che aveva avuto un'influenza non piccola nelle polemiche sulla fusione fredda, contenesse dei grafici in cui i dati erano stati modificati senza alcuna spiegazione. Secondo Mallove, questo avrebbe precluso qualsiasi tentativo di ottenere calore da dispositivi a fusione fredda al MIT, in modo da evitare possibili cali nei finanziamenti della fusione "calda".

Una voce ancora più autorevole fu quella del premio Nobel Julian Schwinger, che nel 1990 ammetteva che molte redazioni di riviste scientifiche si fossero adeguate alle pressioni negative degli ambienti accademici verso la fusione fredda.

Una consistente parte della comunità scientifica internazionale ha accolto con scetticismo e sfiducia i risultati sperimentali, risultati che spesso hanno suscitato grosse polemiche. Uno degli argomenti più citati dai detrattori sulla realtà delle caratteristiche nucleari del fenomeno della fusione fredda, è quello secondo cui in essa si producono un numero di particelle nucleari troppo basso per poter giustificare il calore prodotto. Inoltre esistono ancora moltissime controversie (principalmente di tipo teorico) sulla natura e sui meccanismi della fusione fredda.

A posteriori, Fleischmann e Pons riconobbero alcuni errori nella misura dell'energia rilasciata dalla cella elettrolitica, e soprattutto nella misura del flusso di neutroni che sarebbero stati prodotti dalla reazione; tuttavia non smentirono mai di avere effettivamente misurato una contaminazione di elio negli elettrodi, adducendo questo fatto a prova di una eventuale presenza di una reazione di natura nucleare. Sulla natura nucleare di quest'energia, nel corso degli anni, furono effettuati vari test ed esperimenti, come ad esempio quello compiuto nel 2002, sotto la supervisione di Carlo Rubbia, dai laboratori italiani dell'ENEA di Frascati, vicino a Roma.

Secondo alcuni studiosi, i molti risultati negativi ottenuti da vari laboratori nel tentativo di replicare il fenomeno, diedero fiato, specie negli Stati Uniti, ad una reazione accademica piuttosto negativa, che in certi casi fu più simile ad un'azione di censura che non ad una legittima critica scientifica ai risultati sperimentali.

A distanza di più di 10 anni dall'episodio, come ha indicato il premio Nobel Carlo Rubbia in un convegno nel 2000 in ricordo di Giuliano Preparata, si può affermare che la fusione fredda sia stata presentata nel 1989 in modo affrettato, creando eccessive aspettative: ciò fu in parte dovuto al fatto che Fleischmann e Pons erano chimici, e non avevano diretta esperienza del tipo di misure necessarie per provare che un'effettiva reazione di fusione fosse avvenuta.

Nei successivi anni che seguirono l'annuncio di Fleischmann e Pons le ricerche sulla Fusione Fredda andarono, in tutto il mondo, via via scemando, rimanendo sempre più un argomento di nicchia, con un numero ufficiale di ricercatori attivi tra le 100 e 200 unità e pochi laboratori. In queste condizioni i progressi nell'approfondimento delle ricerche sono stati abbastanza lenti ed hanno portato a risultati non sempre chiari, anche perché, causa un certo disinteresse per l'argomento da parte delle principali riviste del settore, spesso non è stato possibile attivare quell'importantissimo meccanismo di verifica che è il peer review. Qui di seguito c'è una breve cronistoria dei principali esperimenti e dei risultati che sono stati dichiarati dai vari autori.

La fusione fredda continua ad essere oggetto di ricerca in alcuni Paesi, tra cui l'Italia. Il gruppo italiano Antonella De Ninno, guidato dal professor Francesco Scaramuzzi, ha realizzato presso l'ENEA di Frascati un esperimento utilizzando il titanio al posto del palladio. Con tale esperimento ha evidenziato che quando il titanio assorbe del gas deuterio a bassa temperatura, si verifica un surplus di energia con conseguente emissione di neutroni.

Le prime critiche sulla realtà del fenomeno della Fusione Fredda riguardavano la presunta assenza di ceneri, conseguenza prevedibile di una qualche reazione di natura nucleare; nel caso specifico, essendo il fenomeno ipotizzabile come un particolare tipo di reazione di fusione nucleare, i vari gruppi di ricerca hanno immediatamente iniziato a cercare tali ceneri nella forma di un qualche isotopo dell'elio.

Il gruppo di ricercatori capitanati da Fritz G. Will del Department of Chemical and Fuels Engineering, Università dello Utah Salt Lake City ha osservato una correlazione tra la produzione di trizio e il caricamento di un filo di palladio con un caricamento pari o superiore alla unità. Va anche notato che l'autore dell'articolo, si dichiari comunque contrario all'ipotesi che nella cella possa avvenire una fusione nucleare, in quanto non è riuscito a rilevare un flusso neutronico generato da quella che definisce: la reazione sconosciuta, ossia quella reazione che produrrebbe il trizio.

Alla fine degli anni novanta, i ricercatori giapponesi T. Ohmori e T. Mizuno hanno annunciato dichiarando la possibilità di ottenere reazioni di fusione fredda, con riproducibilità del 100%, senza utilizzare il costoso e raro palladio ne l'acqua pesante (D2O), ma solo attraverso una particolare elettrolisi realizzata con elettrodi di tungsteno, sommersi in una soluzione di comune acqua (H2O) e Carbonato di potassio (K2CO3) tra i quali venga fatta passare una corrente con differenza di potenziale di circa 160-300 V. In tali condizioni, quando la temperatura della soluzione supera i 70-80 °C si ottiene, intorno alla parte immersa dell'elettrodo di tungsteno, la formazione di una bolla di plasma, che porta rapidamente alla ebollizione dell'elettrolita. In tali condizioni, come comunicato dai due ricercatori, si può produrre un bilancio energetico positivo, composto da una emissione termica dal 20-100% superiore all'energia elettrica spesa per sostenere la reazione, più una certa quantità di idrogeno gassoso, quest'ultimo, secondo quanto affermato dagli stessi ricercatori, può portare il rendimento complessivo del sistema ad oltre il 500%.

Essendo il protocollo sperimentale assai semplice ed alla portata di qualsiasi laboratorio di elettrochimica, immediatamente, parecchi ricercatori pubblici e privati, hanno eseguito moltissime repliche dell'esperimento, ottenendo risultati non sempre positivi, spesso con alcune varianti, dell'esperimento, quasi tutte dichiarate dagli autori aventi esito positivo, ovvero con la formazione della bolla di plasma e la fusione dell'elettrodo di tungsteno, ed una emissione termica dal 20 al 100% superiore all'energia spesa per sostenere la reazione. Le misurazioni di assorbimento, necessarie per determinare l'efficienza complessiva, sono, per loro natura, affette da un notevole rumore elettrico dovuto alla presenza della scarica di plasma, questo fatto può porre serie difficoltà di misura e quindi la certezza di aver determinato l'effettiva quantità di corrente assorbita dalla cella; per questo, diversi autori, hanno utilizzato contemporaneamente vari metodi di misura dell'assorbimento elettrico, in modo da verificare la reale convergenza delle misure.

Attualmente il principale problema di questo tipo di processo è l'elevata temperatura che raggiunge l'elettrodo di tungsteno, sicuramente superiore ai 3.422 °C, comportante il raggiungimento del punto di fusione e quindi lo scioglimento di questi nella soluzione. In queste condizioni, per una cella con un assorbimento medio di 200-500W, vi è un consumo di qualche cm di elettrodo per ogni ora di funzionamento. Rendendo, nel suo complesso, il processo energeticamente non conveniente. Un secondo problema, ma non certamente meno importante, è la presunta deposizione, sia in soluzione che sull'elettrodo di tungsteno, di atomi di elementi prima non presenti nella soluzione nel metallo, ma comunque prossimi, a livello di tavola periodica, al tungsteno, facendo quindi ipotizzare, secondo vari autori, che sulla superficie dell'elettrodo di tungsteno, possano avvenire processi di trasmutazione.

La società EarthTech International Inc. (ETI) tra l'inizio del 1998 ed il dicembre 1999, ha svolto tre cicli di test con il protocollo di Ohmori e T. Mizuno, nonostante la stretta collaborazione con gli autori giapponesi e l'oggettiva qualità del lavoro svolto, non è riuscita ad ottenere nessun risultato di guadagno energetico. Questo fatto, secondo i ricercatori dell'ETI può solo dipendere dall'oggettiva difficoltà nello svolgere corrette misurazioni sui dispositivi elettrolitici che operano in particolari condizioni, come quelle riscontrate nel protocollo testato. Ad esempio, causa il forte rumore elettrico indotto dal plasma, non è semplice valutare, con sufficiente correttezza, l'effettiva energia utilizzata dal dispositivo per lo svolgimento della reazione, non solo, ma non è neanche facilmente determinabile se l'errore sulla determinazione dell'energia è in sovrastima o sottostima rispetto a quella realmente impiegata. Tale difficoltà si ripercuote direttamente nella determinazione del corretto rapporto tra energia spesa per la reazione e quella da essa prodotta in calore (COP). Nonostante queste difficoltà, durante tutto il corso della sperimentazione, i ricercatori dell'ETI sono sempre stati certi della bontà dei criteri di misura da essi adottati e quindi sulla bontà delle loro misurazioni. A valorizzare tale certezza, i ricercatori dell'ETI hanno anche fatto notare che il COP misurato con i loro criteri, lungo tutto l'arco temporale degli esperimenti, era sempre rimasto prossimo al valore unitario e quindi del tutto insensibile alle profonde variazioni delle configurazioni sperimentali nel tempo da essi adottate. Anche la determinazione della presenza di elementi trasmutati sulla superficie dell'elettrodo di tungsteno è stata, dai ricercatori dell'ETI, completamente confutata, escludendo quindi, secondo le loro ricerche, eventuali processi di trasmutazione sulla superficie dell'elettrodo di tungsteno.

Nel febbraio del 2002, un laboratorio della marina degli Stati Uniti rilasciò un lavoro nel quale veniva confermato il fenomeno della fusione fredda come fatto reale.

È un rapporto di 132 pagine che cerca di fare il punto sullo stato dell'arte delle ricerche sulla fusione fredda fatte dalla U.S. Navy dal 1989 al 2002. Gli esperimenti svolti sono stati in particolar modo descritti nel capitolo 3 (pp. 19), dal titolo "Excess heat and helium production in palladium and palladium alloys", vengono riportate le analisi calorimetriche (con tolleranze dell'ordine del 4%) svolte nel 1989 che rilevano un evidente eccesso di calore sui vari esperimenti svolti e la produzione di 4He (Elio 4) come conseguenza di presumibili effetti di natura nucleare presenti all'interno della cella. Successivamente, nel 1992, sono stati fatti esperimenti con leghe di palladio-boro (Pd-B) che, con sorpresa degli stessi ricercatori, hanno dato tutti esito positivo (pp. 21). Nel 1995 l'esperimento è stato poi riprodotto in Giappone con gli stessi risultati. Successivamente sono stati fatti esperimenti per verificare emissione di neutroni, esperimenti che hanno dato sempre esito negativo.

Durante la conferenze internazionale sulla fusione fredda (ICCF-10), tenutasi a Boston nell'Agosto del 2003, alcuni ricercatori presentarono risultati positivi che convinsero alcuni accademici americani a proporre di riesaminare la questione da parte del Department of Energy (DoE). A questo punto parti una ampia analisi della letteratura e quindi un ufficio del DoE (Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti), contattò nel 2003 un gruppo di scienziati che operavano nel campo della Fusione Fredda in modo da poter fare una rivisitazione sulla questione della evidenza scientifica delle reazioni nucleari a bassa energia (LERN) ovvero la Fusione Fredda. Agli scienziati contattati fu chiesto di presentare il materiale che ritenevano più interessante, su questo materiale fu redatto un lavoro riassuntivo dal titolo "New Physical Effects in Metal Deuterides". Tutto il materiale così ottenuto venne poi valutato secondo un complesso protocollo di peer review, al termine, sulla base dei 18 commenti realizzati dagli esperti del DoE è stato redatto il rapporto definitivo.

Yoshiaki Arata e Zhang, nel 1998, hanno confermato, dopo un lavoro durato diversi anni, proveniente dalla cella immersa in acqua pesante (deuterio) (D2O), un notevole eccesso di energia, superiore agli 80 watt (1,8 volte maggiore dell'energia utilizzata per sostenere tale reazione) per 12 giorni. I due ricercatori hanno poi affermato che l'energia emessa durante tali esperimenti, era troppo grande, in comparazione alla piccola massa dei materiali utilizzati dentro la cella, da giustificare come conseguenza di una eventuale reazione di tipo chimico. La cella ideata da Arata, diversamente ad altre utilizzate nella fusione fredda Palladio-Deuterio, è molto particolare in quanto opera con elevatissime pressioni. Successivamente, nel 2006, alcuni ricercatori italiani del'ENEA di Frascati, hanno ripetuto una parte dell'esperimento di Arata, confermando la presenza di un forte aumento di pressione all'interno di un tubo, immerso in una particolare soluzione liquida, tramite il passaggio di una corrente faradica.

Successivamente Arata osservava che una notevole quantità di energia utilizzata per attivare la reazione veniva dissipata dall'elettrolita sotto forma di semplice riscaldamento. Perciò, successivamente, ha sviluppato una particolare cella senza elettrolita e senza alimentazione elettrica, la quale, anche se apparentemente molto differente dalle precedenti celle, in pratica non se ne discosta molto dai principio base di funzionamento.

Arata, nel maggio 2008, ha comunicato alla comunità scientifica internazionale, di aver terminato di perfezionare un protocollo, di produzione di energia da fusione fredda, potenzialmente capace di produrre quantità rilevanti di energia. Tale protocollo utilizza un originale sistema composto da particolari nano-particelle di Palladio disperse in una matrice di zirconio. Con complesse procedure di metallurgia, viene ossidato lo Zirconio, ma non il palladio, in modo che quest'ultimo sia disperso all'interno di una matrice amorfa di ossido di zirconio che se da un lato risulta permeabile al deuterio, dall'altro impedisce alle nanoparticelle di palladio di raggrupparsi. L'esperimento di Arata inizia saturando l'atmosfera della cella con deuterio, il quale, velocemente, attraversa la matrice di zirconio venendo quindi assorbito dalle nanoparticelle di palladio, caricandole e quindi portandole alle condizioni critiche per le quali si innescano probabili fenomeni di fusione nucleare. Secondo Arata, una volta avviato il processo di fusione, il sistema così realizzato, è capace di azionare un motore termico, senza nessun altro apporto di energia.

Il primo esperimento pubblico, in cui erano presenti circa 60 persone, tra scienziati e giornalisti, aveva come fine quello di dimostrare la riproducibilità del 100% dei fenomeni di produzione di calore da parte della cella a gas di deuterio in pressione, sviluppata da Arata e dal suo collaboratore Yue-Chang. L'evento ha avuto luogo il 22 maggio 2008, all'Università di Osaka, con una dimostrazione completamente in lingua giapponese. La cella è stata caricata con 7 grammi di speciali nanoparticelle, messa sotto pressione con deuterio a 50 atmosfere, iniziava immediatamente a produrre energia termica, senza nessun tipo di alimentazione elettrica. L'energia termica prodotta, qualche decina di watt, era sufficiente a mettere in moto un motore termico a ciclo di Stirling. Al termine dell'esperimento i presenti hanno voluto nominare tale fenomeno con il nome di Arata Phenomena L'esperimento avvenuto il del 22 maggio 2008, nell'Università di Osaka, è stato eseguito con questo protocollo: In un apposito contenitore a pressione, posto all'interno di un calorimetro e collegato, per mezzo di una tubazione, ad uno spettrometro di massa ad altissima risoluzione (Necessario per dimostrare la presenza di 4He (Elio 4), come eventuale residuo della reazione di fusione), sono stati inseriti 7 grammi di di nano-particelle di Palladio disperse in una matrice di Ossido di Zirconio appositamente preparate dal laboratorio di Arata. Nella prima fase del test, in tale recipiente, è stato inserito idrogeno a 50 atmosfere, generando così un breve picco termico dovuto alla idratazione delle stesse, seguito poi da un lento raffreddamento, dimostrando così che in tale situazione non vi è ne emissione di calore, ne presenza di 4He. Il recipiente è stato poi svuotato, degasato e nuovamente riempito, ma questa volta con deuterio a 50 atmosfere. A questo punto vi è stato di nuovo il picco termico dovuto alla idratazione (il deuterio, essendo un isotopo dell'idrogeno, si comporta chimicamente allo stesso modo), ma questa volta il calore, non è andato via via scemando, ma è continuato in modo costante, tanto da permettere il funzionamento di un motore termico a ciclo di Stirling. Il funzionamento è proseguito per diverso tempo, in modo da poter accumulare nel sistema una sufficiente quantità di elio, successivamente è stata fatta una nuova misura del gas presente nel contenitore e questa volta, lo spettrometro di massa, ha rilevato nettamente la presenza di elio mescolato con deuterio, segno evidente che il calore prodotto era dovuto ad una reazione termonucleare. Durante la reazione, gli appositi rilevatori di radiazioni, non hanno rilevato nessuna emissione radioattiva. Arata, ha fatto notare, durante la conferenza che aveva preceduto l'esperimento, che tale esperimento prova in modo assolutamente evidente la capacità di produzione di discrete quantità di calore attraverso una reazione di fusione fredda, ma che comunque rimangono ancora aperti numerosi problemi per lo sfruttamento commerciale di tale tecnologia. I problemi più importanti da superare sono quelli legati al degasaggio dell'elio che si è formato all'interno delle nano-particelle, in quanto il suo accumulo in un certo qual modo avvelena la reazione, ed alla necessità di ricercare un materiale meno costoso e più abbondante del palladio utilizzato per l'esperimento.

Alcuni ricercatori hanno criticato la validità della dimostrazione di Arata soprattutto in relazione al fatto che Arata non ha pubblicato i risultati su nessuna rivista scientifica soggetta a revisione paritaria.

Fin dal suo annuncio, la Fusione Fredda in Italia, è stata studiata da vari gruppi di lavoro ed industrie. Al fine di una migliore interpretazione del fenomeno e dell'attuale stato di percezione di questo all'interno del mondo scientifico, è utile riportare alcuni riferimenti ai lavori svolti dal 1989 ad oggi.

A poco più di un mese dalla pubblicazione del lavoro sulla Fusione Fredda di Fleishman e Pons, il fisico italiano Francesco Scaramuzzi, presso l'ENEA di Frascati, presentò una relazione in cui mostrò l'emissione di neutroni da parte di una cella deuterio-titanio sottoposta ad elevatissime pressioni, che potevano raggiungere oltre un megabar. La cosa fece un certo scalpore tanto che Scaramuzzi fu successivamente invitato ad intervenire ad una audizione parlamentare.

Uno dei più citati teorici, sui 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 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 insieme ai fisici Emilio Del Giudice e Tullio Bressani, pubblicò un articolo prettamente teorico sulla rivista Il Nuovo Cimento nel quale vi era la volontà di 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. Tale 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. L'immediata conseguenza di tale teoria, è la definizione di una soglia minima, al disotto della quale, il fenomeno di Fusione Fredda, secondo il protocollo utilizzato da Fleischmann e Pons non può avvenire; questo fatto potrebbe dimostrare che il fenomeno di Fusione Fredda, in certe condizioni, può essere visto come una conseguenza prevedibile dalla estensione di una teoria ben accettata dalla fisica quale è quella della elettrodinamica quantistica. Una qualsiasi replica, anche se ha un esito negativo, per essere presa in considerazione, deve essere quindi accompagnata del 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, ma essendo il rapporto di caricamento assai elevato, un sufficiente caricamento del palladio può richiedere tempi estremamente lunghi (settimane o addirittura mesi).

I ricercatori Fleischmann, Pons, Bressani, Preparata e Del Giudice denunciarono il giornalista Giovanni Maria Pace a causa di un articolo apparso su Repubblica del 20 ottobre 1991, giudicato diffamatorio.

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 tutti e 5 i ricercatori al pagamento in solido delle spese processuali.

Successivamente, su ricorso in appello dei 5 ricercatori, dopo quasi 10 anni dalla comparsa dell'articolo, la Corte d'Appello di Roma, ribaltò la prima sentenza, condannando 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. Il motivo di tale ribaltamento di posizione nasce dalla 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 della Corte di Appello di Roma ha chiuso definitivamente il caso essendo passata in giudicato senza che nessuna delle parti abbia adito la Suprema Corte di Cassazione.

Nel 1989 il biofisico Francesco Piantelli, dell'Università degli Studi di Siena, mentre sta effettuando studi su campioni di materiale organico (gangliosidi) posti in atmosfera d'idrogeno e su di un supporto di nichel, si accorge della presenza di una anomala produzione di calore. A questo punto, Piantelli comunica il fenomeno da lui osservato a Focardi, fisico della Università di Bologna, e tutti insieme decidono di creare un gruppo di lavoro, a cui si aggiungerà Habel di Cagliari, al fine di approfondire la causa di tale anomalia termica.. Dopo circa tre anni, gli studi approdano a dei significativi risultati permettendo la costruzione di un reattore Nichel-Idrogeno sufficientemente efficiente. Passano altri due anni di sperimentazioni e finalmente il giorno 20 febbraio 1994, in una conferenza stampa presso l'aula magna della università di Siena, viene 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. Tale processo di basa sull'uso di una barra di nichel, mantenuta, per mezzo di una resistenza elettrica, ad una temperatura di circa 200-400 °C, caricata con idrogeno attraverso un particolare processo. Quando la reazione si 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 nel tentativo di portare ad un miglioramento della efficienza complessiva del sistema, al fine di poter realizzare un generatore di energia termica ed elettrica completamente autonomo.

Un gruppo del CERN di Ginevra, capitanato dal Prof. A. Zichichi, nel 1996 ha tentato una replica dell'esperimento di Piantelli-Focardi, attività di studio durata quasi un anno, che alla fine non ha dato un risultato favorevole nei confronti di una spiegazione di natura nucleare del fenomeno.

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 che 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 risultati conseguiti da tale lavoro sono stati, nel loro complesso, negativi in quanto non hanno raggiunto l'obbiettivo di riprodurre il fenomeno.

Nel 1999, il 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 che provengono dal mondo scientifico che mettono in dubbio la realtà stessa del fenomeno, quindi decide di commissionare una ricerca organica ad un gruppo di ricercatori dell'ENEA di Frascati, fra cui il Prof. Emilio Del Giudice, Antonella De Ninno e Antonio Frattolillo. Per questa ricerca vengono 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 è 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 forte contributo alla interpretazione della origine nucleare di tali eccessi e parallelamente dare una chiave di interpretazione più chiara di tale fenomeno.

Nel aprile del 2002, dopo circa tre anni di ricerca, il gruppo di lavoro capitanato da Antonella De Ninno, termina 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 una 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, per vari motivi, non verrà pubblicato sulle principali riviste di settore, come ad esempio Science. Successivamente il gruppo di Antonella Del Ninno richiede un ulteriore finanziamento per portare avanti il lavoro, ma da parte di ENEA non vi sarà nessuna risposta; successivamente le dimissioni di Carlo Rubbia dalla presidenza di ENEA mettono la parola fine alla questione.

L'inchiesta analizza in particolar modo, le difficoltà incontrate dai ricercatori, nell'ottenere la pubblicazione su di una rivista con alto livello di visibilità scientifica..

La Soc. Pirelli firma un accordo con ENEA per seguire studi di ricerca in varie tecnologie, tre le quali la Fusione Fredda.

Vittorio Violante dell'ENEA di Frascati, insieme a vari collaboratori ed ad alcuni istituti di ricerca internazionali, pubblicano 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 da Vittorio Violante dell'ENEA. Nella pubblicazione viene dichiarato che tale 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 viene pubblicato all'interno dell' 8° International Workshop on Anomalies in Hydrogen / Deuterium Loaded Metals svoltosi a Catania dal 13 al 18 ottobre del 2007.

Dal 1989 ad oggi si sono tenute una serie di conferenze internazionali col titolo di ICCF (International Conference on Cold Fusion). Elenco delle conferenze svolte ed nelle quali non si è parlato soltanto di fusione fredda in senso stretto ma anche di nuove energie.

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Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente

L'Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente (ENEA), è un ente pubblico che opera nei settori dell'energia, dell'ambiente e delle nuove tecnologie a supporto delle politiche di competitività e di sviluppo sostenibile del Paese.

Ne è attualmente presidente il professor Luigi Paganetto, già preside della facoltà di Economia dell'Università degli Studi di Roma "Tor Vergata".

Il Comitato Nazionale per le Ricerche Nucleari (CNRN) nasce nel 1952 all’interno del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) allo scopo di acquisire e diffondere conoscenze scientifiche sulle applicazioni pacifiche dell’energia nucleare. Fanno parte del CNRN Edoardo Amaldi, Bruno Ferretti, Felice Ippolito (Professore di geologia applicata all’Università di Napoli), l’ing. Vittorio De Biasi. Alla presidenza è chiamato il prof. Francesco Giordani (professore di Chimica all’Univ. Di Napoli ed ex presidente dell’IRI sotto il fascismo negli anni 1939-1943) .

Nel 1953 si decide anche di costruire un acceleratore di elettroni e per questioni economiche l' Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (che era stato istituito l' 8 agosto 1951) viene trasferito sotto l’amministrazione del CNRN. Parte così la realizzazione dei laboratori di Frascati sotto la direzione tecnico scientifica dell’INFN (in particolare del Prof. Giorgio Salvini) ma con il finanziamento e la disponibilità di personale del CNRN. La realizzazione dell’Elettrosincrotrone viene completata nel 1959.

L'INFN rimarrà per molti anni all’interno del CNRN e poi del CNEN occupandosi della ricerca fondamentale e usando circa un quarto delle sue risorse economiche. Le traversie del CNRN/CNEN avranno quindi una costante ricaduta sulla ricerca fondamentale italiana e questa mancata separazione tra ricerca di base e applicata causerà difficoltà nella valutazione dei risultati e nelle scelte sui finanziamenti.

Nel 1955 la Edison (una società privata produttrice di energia elettrica) inizia a programmare la costruzione della prima centrale nucleare in Italia (di tipo PWR da 257 MW a Trino Vercellese) per cercare di affermare il diritto dei privati ad effettuare operazioni del genere e contrastare le tendenze alla nazionalizzazione dell’energia elettrica . Nel 1956 anche l’ENI propone al governo la costruzione di una centrale nucleare.

Nel 1956 la presidenza del CNRN passa al senatore Basilio Focaccia “assolutamente digiuno di problemi nucleari”. Nello stesso anno nasce anche il Centro Ricerche di Ispra, che è la prima infrastruttura per la ricerca del CNRN e viene ordinato un reattore nucleare sperimentale CP5 da 5MW alla “American Car and Foundry”. Nel 1957 si firmano i trattati di Roma (che istituiscono il Mercato Comune Europeo) e nasce così la Comunità Atomica Europea (EURATOM) un organismo che si affianca ai vari Enti o Commissioni nazionali senza sostituirli e assorbendo grandi quantità di finanziamenti pubblici anche italiani.

Sempre nel 1957 Adriano Buzzati Traverso (ordinario di genetica presso l’Università di Pavia) diviene il direttore della neonata Divisione Biologica del CNRN, istituita allo scopo di studiare gli effetti delle radiazioni: nei bienni 1959 – 60 e 60 – 61 vengono organizzati due corsi di specializzazione sugli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti a Pavia.

Nel 1958 vengono avviate le procedure per la costruzione delle altre due centrali nucleari italiane: una dell’ENI a Latina (di tipo gas-grafite da 150 MW commissionata ad una ditta inglese) e una dell’IRI (di tipo BWR da 150 MW commissionata all’americana General Electric) al Garigliano. Avviene così che le tre centrali in costruzione usino tre tecnologie completamente diverse!

Nel 1959 nasce, nei pressi di Roma, il Centro della Casaccia assorbendo alcuni laboratori ubicati presso l’Università di Roma e altri Enti. Sempre nel 1959 viene inaugurato ad Ispra il reattore CP5 costato più di tre milioni di dollari.

Nel 1960 il Parlamento italiano trasforma il CNRN in Comitato Nazionale per l’Energia Nucleare (CNEN), distaccandolo definitivamente dal CNR. Il presidente è il ministro dell’industria (che nel 1960 era Emilio Colombo) mentre Ippolito continua a ricoprire il ruolo di Segretario Generale. Nello stesso anno il Governo italiano cede (a condizioni abbastanza svantaggiose) all’EURATOM il Centro Ricerche di Ispra e il reattore CP5 dopo soli pochi mesi dal suo completamento. La trattativa viene condotta in maniera poco trasparente e l’esito causa grandi proteste sui giornali e le dimissioni del direttore del centro di Ispra, il Prof. Salvetti.

Gran parte della ricerca tecnologica sviluppata ad Ispra viene trasferita nel Centro della Casaccia, che assume un ruolo ancora più rilevante. La Casaccia diventa il centro più importante per la ricerca nucleare applicata in Italia: i primi laboratori ad entrare in funzione sono il laboratorio di genetica (fondato da Adriano Buzzati Traverso insieme a Giantommaso Scarascia Mugnozza) ed il laboratorio di elettronica.

All’inizio degli anni 60 viene sviluppata e costruita a Frascati una nuova macchina acceleratrice di particelle elementari denominata ADA ( Anello Di Accumulazione da 250 MeV) che sarà la capostipite di tutti gli altri anelli di accumulazione che verranno costruiti nel mondo. Sempre negli anni 60 il CNEN realizza a Frascati, in collaborazione con EURATOM, il laboratorio Gas Ionizzati che è il primo nucleo di ricerca italiano ad occuparsi dei problemi della fusione termonucleare ed apre un centro a Bologna che orienta i suoi obiettivi all'informatica configurandosi come uno dei maggiori Centri nazionali di calcolo scientifico.

Contemporaneamente il CNEN si propone anche come struttura di sviluppo tecnologico in stretto collegamento con l’industria, per la progettazione e realizzazione di impianti nucleari e impianti per il ciclo del combustibile.

In questo settore il primo progetto avviato dal CNEN (sempre sotto la guida del segretario generale Ippolito) è denominato PRO e sorprendentemente riguarda la realizzazione di un reattore di un tipo ancora diverso dalle tre centrali in costruzione. PRO sta infatti per Progetto Reattore Organico, una tecnologia basata su uranio arricchito raffreddato con un fluido organico. Era una tecnologia su cui si lavorava solo negli USA e di cui si sapeva ancora poco ma si decide comunque di partire non con degli studi di base ma direttamente con la progettazione del reattore. Questa tecnologia fu abbandonata negli USA nel 1962 e fallì anche ad Ispra determinando una crisi irreversibile di quei laboratori .

Il secondo progetto varato dal CNEN è il PCUT e cioè il “Progetto Ciclo Uranio Torio” che all’epoca era una tecnologia assolutamente marginale. Si decide comunque di realizzare un impianto per il trattamento chimico del Torio irradiato. Non essendo in costruzione in Italia alcun reattore basato sul Torio, l’impianto (che finirà per costare una trentina di milioni di dollari) doveva servire a riprocessare del combustibile irradiato in una piccola centrale americana che poi andava riconsegnato agli americani a fronte di un corrispettivo di un solo milione di dollari. L’impianto viene costruito in Basilicata (Centro ricerche della Trisaia a Rotondella).

Il terzo progetto è quello riguardante la costruzione di un impianto di trattamento chimico degli elementi di combustibile nucleare esauriti provenienti non solo dai reattori di ricerca italiani ma anche da quelli del resto d’Europa. Il progetto, chiamato EUREX, viene avviato con la costruzione dell’impianto a Saluggia (1963) ma fallisce con il solito spreco di denaro pubblico visto che le richieste di ritrattamento dal resto d’Europa sono minime (verrà chiuso definitivamente nel 1983).

Nel novembre del 1962 vengono nazionalizzate le aziende operanti nella produzione, commercializzazione, distribuzione e trasporto di energia elettrica e viene istituita l’ENEL. Ippolito entra a far parte del consiglio di amministrazione dell’ENEL e per legge si deve dimettere dall’incarico di Segretario Generale del CNEN. Lo fa ma si fa subito riassumere come consulente con gli stessi compiti.

Nel 1962 entra in funzione la centrale di Latina, nel 1963 quella del Garigliano e nel 1964 quella di Trino Vercellese. Le tre centrali furono pagate molto care e produssero energia nettamente più costosa di quella prodotta da impianti convenzionali (a quel tempo il petrolio costava solo 2 dollari al barile) ma furono utili per ottenere una conoscenza approfondita dei problemi connessi all’esercizio di impianti di questo tipo.

Nell’agosto del 1963 il segretario del partito socialdemocratico Saragat sferra, tramite i giornali, un attacco alla validità economica della costruzione delle tre centrali nucleari e pochi giorni dopo un suo collega di partito, l’on Preti, bolla il piano quinquennale del CNEN come un insieme di “iniziative azzardate”. L’ irregolarità della posizione di Ippolito (e cioè l’incompatibilità ENEL-CNEN) viene usata per sospenderlo dall’incarico nel CNEN. Subito dopo viene istituita una commissione di indagine ministeriale. L’accertamento di irregolarità amministrative nella gestione del CNEN e di assunzioni di personale “segnalato” da politici che poi, in due casi, non si presenta neanche al lavoro porta all’apertura di un processo penale nei confronti di Ippolito . E’ bene notare che, legalmente, il primo responsabile delle irregolarità amministrative è il presidente Emilio Colombo che però, “stranamente”, non viene rinviato a giudizio.

Ippolito viene sostituito, nominando vicepresidente, nel febbraio 1964, il Prof. Carlo Salvetti.

Il 29 ottobre 1964 Felice Ippolito viene condannato ad 11 anni e 4 mesi di prigione non concedendo nemmeno le attenuanti generiche, il che sembra a molti osservatori una pena sproporzionatamente alta . In appello la pena verrà ridotta a 5 anni e 3 mesi e, dopo due anni e 20 giorni trascorsi a Rebibbia, Ippolito viene scarcerato. Infine, nel 1968, riceverà la grazia dal Presidente della Repubblica Giuseppe Saragat, lo stesso che aveva avviato la campagna contro di lui. Bisogna notare che all’incirca nello stesso periodo avvengono sia l’omicidio del presidente dell’ENI Enrico Mattei (ottobre 1962) sia l’arresto (l’8 aprile 1964) per “peculato” di Domenico Marotta, Direttore dell’Istituto Superiore di Sanità (ISS), nato da un finanziamento della Rockefeller Foundation, che aveva avuto ottimi risultati di ricerca e una gestione efficiente. Questi eventi sono stati spesso interpretati come azioni ispirate dagli Stati Uniti ed appoggiate dal governo Italiano per limitare lo sviluppo e l’autonomia scientifica e tecnologica dell’Italia e per difendere gli interessi degli USA a venderci tecnologie nucleari e a sostenere le loro compagnie petrolifere.

In questi anni il mondo è preso da un grande entusiasmo per le prospettive dell’energia nucleare e l’ Italia non fa eccezione. Si creano però due schieramenti tecnologici-produttivi . Il primo costituito da FIAT-Tosi-Marelli basato sulla licenza PWR-Westinghouse, e l’altro (basato sulla licenza BWR General Electric) formato dall’IRI-Ansaldo e dall’ENI per il combustibile nucleare.

Nel 1966 Ansaldo e GE costituiscono una società per la fabbricazione di elementi di combustibile in un nuovo stabilimento ubicato a Bosco Marengo (Alessandria).

Nel 1967 il presidente dell’ENEL annuncia in modo ufficiale che il suo Ente avrebbe ordinato almeno una centrale nucleare all’anno.

La lotta tra le Partecipazioni Statali (appoggiate dalla lobby genovese e dal PCI) e la FIAT è però molto accanita e ritarda le decisioni: continuerà fino alla sconfitta definitiva della FIAT che lascerà il campo nel 1980. Solo nel 1970 l’ENEL inizia la costruzione della centrale nucleare di Caorso (850 MW con la tecnologia BWR):il suo completamento richiederà più di otto anni. E’ da notare che nel periodo 1967-71 furono costruite 30 centrali in Francia e 15 in Germania).

A rallentare ulteriormente le iniziative italiane concorre in quegli anni una lotta tra l’IRI e l’ENI che tenta di fare tutto da sola accordandosi con una società tedesca per costruire anche i reattori. La ripartizione dei compiti (IRI per le centrali ed ENI per il combustibile) viene formalizzata dal CIPE nel 1971.

Nel 1971 l’INFN viene separato dal CNEN divenendo un ente pubblico con una sua personalità giuridica e nell’anno successivo i laboratori di Frascati vennero divisi, non senza problemi, tra CNEN ed INFN.

Nel 1972 nasce la NIRA (50% Ansaldo e 50% Agip Nucleare) per lo studio e la sperimentazione dei reattori veloci.

Nel 1973, in occasione della guerra del Kippur, i paesi arabi impongono un embargo petrolifero e causano la prima crisi petrolifera con il raddoppio del prezzo del gasolio. Di fronte all’evidenza del problema della sicurezza degli approvvigionamenti di idrocarburi il Governo Italiano rilancia il programma nucleare. Il piano (chiaramente velleitario vista la situazione industriale italiana ) verrà definito un paio di anni dopo sotto l’allora ministro dell’industria Donat Cattin e prevede la realizzazione di 20 centrali nucleari da 1000 MW al ritmo di due ogni anno.

Negli stessi anni, a Frascati, il CNEN avvia il progetto e la realizzazione della grande macchina per la fusione termonucleare a confinamento magnetico, a geometria toroidale, FT (Frascati Tokamak) che entrerà in funzione nel 1977 .

Nel 1974 un gruppo di ricercatori del CNEN, insieme al professor Scarascia, decide di irraggiare le sementi della varietà di frumento usata per produrre il grano duro (frumento Cappelli) con neutroni in modo da ottenere una mutazione che avesse caratteristiche più favorevoli. L'esperimento ebbe successo, furono ottenute sementi adatte allo scopo e successivamente ibridizzate con varietà messicane fino ad ottenere una nuova varietà denominata “Creso” dalle caratteristiche eccezionali. Il Creso si imporrà sul mercato ed è ora usato per circa il 90% della produzione nazionale di grano duro.

Il 2 agosto 1975 il CIPE decide di avviare la realizzazione della quinta centrale italiana (con una potenza di mille megawatt) localizzata a Montalto di Castro.

Comincia però a crescere rapidamente un movimento di opposizione al nucleare trainato da partiti, sindacati, associazioni ed enti locali. Le contestazioni impongono una battuta d’arresto alla progettazione della centrale, che ottiene il nulla osta soltanto nel febbraio 1979, seguito poi dall’avvio effettivo dei lavori nella seconda metà del 1981.

In questo periodo, con la gestione Clementel, il CNEN avvia molte collaborazioni con l’industria pubblica del gruppo IRI finendo però per ridursi al ruolo di semplice finanziatore: in particolare il progetto CIRENE viene affidato per la realizzazione industriale al gruppo Ansaldo mentre il progetto PEC per la realizzazione di elementi di combustibile per reattori veloci viene affidato alla NIRA.

Nel frattempo l'industria nazionale (ANSALDO, FIAT, BREDA e una miriade di sub-fornitori) viene coinvolta nella realizzazione (che durò dal 1974 al 1981) della centrale veloce europea "Superphoenix" presso Lione da parte del consorzio NERSA di cui la EDF deteneva il 51% ed ENEL il 33%.

In Italia però il nucleare non riesce a svilupparsi. Le cause sono molteplici. Ci sono indecisioni strategiche sul tipo di reattori da realizzare (BWR, PWR, ad uranio naturale o addirittura autofertilizzanti) e sulla scelta tra acquisto delle licenze all’estero (da General Electric e da Westinghouse) o lo sviluppo più lento di una soluzione italiana . Ci sono contrasti su come spartire gli appalti. C’è anche , nel 1976, la decisione del Presidente degli USA, G.R. Ford, di privatizzare il nucleare statunitense con la conseguente perdita della garanzia governativa USA sui finanziamenti internazionali che avrebbero dovuto sostenere il Piano Nucleare Italiano . Ma soprattutto c’è la opposizione degli enti locali ad accogliere sul proprio territori i nuovi impianti.

Il Programma viene ridotto prima a 12 centrali da 1000 MW e in seguito a sole 6 centrali.

Il ridimensionamento del Programma Nucleare nazionale mette in crisi le attività del CNEN e nel 1978 la stessa definizione istitutiva del Comitato viene posta in discussione pubblicamente con la presentazione di diverse iniziative di legge per cambiare l’assetto istituzionale del CNEN ed in parallelo con iniziative di legge per la creazione di nuovi organismi governativi per lo sviluppo delle fonti rinnovabili ed in particolare dell’energia solare.

Il 20 ottobre 1978 il Ministro dell’Industria, Carlo Donat Cattin, presenta al Consiglio dei Ministri un Ddl di iniziativa governativa che prevede l’allargamento delle attività del CNEN al settore delle fonti di energia rinnovabile, ed in particolare all’energia solare con la costruzione di un apposito Centro di Ricerca nel mezzogiorno.

A metà del 1978 viene chiamato a presiedere il CNEN il Prof. Umberto Colombo, già Direttore dell’Istituto Donegani e delle ricerche della Montedison, membro del Gruppo di Roma sui Limiti dello Sviluppo di Aurelio Peccei.

Nel 1979, in seguito al blocco della produzione petrolifera dell’Iran per lo scoppio della rivoluzione e la successiva guerra con l’Iraq, esplode la seconda crisi petrolifera che ripropone la discussione sulla situazione energetica italiana, sulla dipendenza dal petrolio e sulle possibili opzioni alternative. Inoltre nel 1979 avviene l’incidente di Three Mile Island che fornisce nuova spinta alle contestazioni ambientalistiche al nucleare.

Il 15 novembre 1979 c’è un’ audizione del prof. Colombo alla Commissione Industria del Senato sulle prospettive delle energie alternative in Italia. Il prof. Colombo, in accordo con le tesi precedentemente avallate da Donat Cattin, sostiene la necessità nazionale dello sviluppo delle energie alternative e del risparmio energetico e l’opportunità di assegnare al CNEN tale compito vista l’ esistenza nell’Ente di competenze e strutture , vista la funzione di cerniera esercitata dall’Ente tra il mondo della ricerca e quello dell’industria, e vista la possibilità di riconvertire alcune strutture tecnico-amministrative dell’Ente per abbreviare i tempi.

Il CIPE accetta queste tesi sulle fonti rinnovabili al CNEN nel 1980 e stanzia i relativi finanziamenti. La mancata creazione di una nuova istituzione indipendente, come in altri paesi, e l’assegnazione al CNEN della competenza sul solare “non mancherà di avere ripercussioni sulla reale possibilità operativa delle strutture preposte dall’Ente ad operare sull’energia solare “a fianco”, ma in realtà in una sorta di “conflitto d’interesse” di carattere soprattutto culturale, con le attività ben più consistenti che operavano già da molti anni sul nucleare” .

Il Piano Energetico Nazionale, approvato dal CIPE e dal Parlamento nel Dicembre 1981, oltre ad indicare il programma di realizzazione delle nuove Centrali Nucleari per gli anni '90, introduce il concetto di impianto standard o unificato.

Uno degli obiettivi definiti dal Piano è infatti quello di sviluppare un Progetto Unificato Nucleare, basato sul sistema PWR, identico per tutto il pacchetto delle prossime 7 o 8 unità, salvo quegli adattamenti che potranno essere richiesti in relazione ai singoli siti. La prima centrale del Programma Nucleare Unificato dell’ENEL sarebbe dovuta sorgere al posto della vecchia centrale di Trino e si avviano anche i primi lavori preparativi per il cantiere.

Il 5 marzo 1982 il CNEN si trasforma in ENEA (Comitato nazionale per la ricerca e lo sviluppo dell'Energia Nucleare e delle Energie Alternative) e si occupa, da quel momento, non più soltanto di energia nucleare ma anche di fonti rinnovabili, uso razionale dell’energia e impatto ambientale. Il Presidente è sempre il Prof. Umberto Colombo. Il direttore generale è Fabio Pistella.

In realtà già dal settembre del 1981 era stato costituito il Dipartimento Fonti Alternative Rinnovabili e Risparmio Energetico (FARE), guidato dal prof. Ugo Farinelli e vengono costituite al suo interno una divisione per le attività di ricerca sul fotovoltaico ed una per gli impianti eolici, fotovoltaici (Delphos) e di accumulo elettrico .

Nel marzo 1982 l’ENEA delibera la costruzione del Centro di Portici per le ricerche sul fotovoltaico (in particolare sul Silicio amorfo idrogenato e sui Semiconduttori composti come CdS, GaAs, CdTe, CuInSe2, ecc.). Il centro diverrà pienamente operativo nel 1988.

Negli anni seguenti l’ENEA riceve finanziamenti cospicui (a fronte di metà del personale, CNR e ENEA godevano degli stessi finanziamenti) la maggior parte dei quali si riversano nelle aziende private attraverso la voce “promozione industriale”. L’ENEA si caratterizza per il nuovo contratto “ privatistico” che lo allontana progressivamente dal mondo della ricerca pubblica. I ricercatori ed i tecnologi vengono incoraggiati a trasformarsi in “gestori di denaro pubblico”, i tecnici in amministrativi. I nuovi dirigenti sono nominati direttamente dal Consiglio di Amministrazione .

Nel Centro di Frascati le competenze dei nuclei di servizio per lo storico Elettrosincrotrone (criogenia, magneti, calcolo numerico, alte energie) e per il Tokamak, si sviluppano in altre attività nel campo della superconduttività, della spettroscopia molecolare, dei laser e di innovative macchine acceleratici. Vengono sviluppati e realizzati, per la prima volta in Italia, un laser a centri di colore ed un laser ad elettroni liberi. A partire dal 1985 vengono, inoltre, sviluppati laser di potenza ad eccimeri per utilizzazioni scientifiche ed applicative.

Il 26 aprile 1986 avviene il disastro nella centrale nucleare di Chernobyl. L’impressione è enorme e parte immediatamente una raccolta di firme per un referendum.

Il referendum si svolge nel novembre 1987 e la vittoria dei Sì è schiacciante (rispettivamente l’81%, l’80% e il 72%). Questo evento viene usato per dare un colpo definitivo ad ogni residua velleità nucleare, al di la del contenuto specifico dei quesiti referendari. La vittoria del si viene cioè utilizzata come un mezzo per uscire da una situazione difficile vista la riluttanza degli enti locali a concedere l’autorizzazione alla costruzione delle centrali nucleari. I lavori a Trino-2 vengono interrotti e successivamente il governo farà chiudere (nel 1990) anche le centrali di Caorso e di Trino-1. Contemporaneamente la costruzione della nuova centrale nucleare di Montalto di Castro viene riconvertita (con spese enormi) in termica tradizionale. Più in generale viene cancellato l’intero programma nucleare italiano (Progetto Unificato Nucleare – PUN) e viene cancellata la partecipazione al consorzio NERSA – Superphenix (la centrale aveva iniziato a produrre energia solo nel 1985 lavorando a meno del 30% della sua potenza massima). Viene stabilita la chiusura degli impianti ENEA di ricerca sul ciclo del combustibile nucleare (impianto EUREX a Saluggia (VC), impianto FN di Bosco Marengo, impianti IPU e OPEC di Casaccia (Roma) e impianto ITREC nel C.R. Trisaia). Anche la tecnologia dell’arricchimento isotopico , che era arrivata alla fase finale di sviluppo, viene abbandonata. Infine il progetto CIRENE, arrivato dopo quasi trenta anni di lavoro ad un passo dal suo completamento e costato 600 miliardi di lire di allora, viene definitivamente abbandonato: i costosissimi resti del prototipo stanno ancora nelle vicinanze di Latina .

Nel 1989, a Frascati, viene messa in funzione la macchina a confinamento magnetico di tipo avanzato FTU (Frascati Tokamak Upgrade) .

L’abbandono delle attività di ricerca sul nucleare porta nel 1991 ad una nuova legge di riforma (L. 282 del 25 agosto 1991) dell’Ente. L’acronimo viene mantenuto ma il suo significato diventa: Ente per le Nuove tecnologie l’Energia e l’Ambiente. Vengono creati tre grandi dipartimenti per la ricerca nel campo delle energie alternative, delle nuove tecnologie e dell’ambiente.

Il processo di riconversione dell’Ente accelera ulteriormente, pesando però tutto sulle capacità dei singoli ricercatori e tecnologi con risultati disomogenei, talora eccellenti, ottenuti spesso contro la stessa struttura gerarchica, incapace di fornire obiettivi credibili . Le attività di ricerca cominciano ad essere svolte da gruppi molto più piccoli e flessibili di quelli tipici della ricerca in campo nucleare ma l’organizzazione centralizzata, gerarchica e burocratica dell’ ENEA rimane immutata.

Nel 1994 l’ENEA DISP (Dipartimento di sicurezza e protezione) viene conglobato nella costituenda Agenzia Nazionale Protezione Ambientale (ANPA, Legge 61/94), oggi Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici (APAT, D.Lgs. 300/99). Parte delle risorse vengono così dirottate verso un’altra istituzione più orientata al servizio che alla ricerca, impoverendo la ricerca ambientale nell’Ente e nel Paese.

Nel 1998, nell’ambito del riordino degli Enti Pubblici di Ricerca del Governo di centro-sinistra (Prodi) , viene predisposta una nuova riforma dell’ENEA. La “nuova” missione dell’Ente (D.Lgs. 36/1999) assegna all’ENEA finalità ambiziose, tra cui la ricerca sullo “sviluppo sostenibile”. L’ENEA però non viene inserito nel comparto degli EPR e mantiene la vecchia organizzazione dopo una iniziale proposta di ristrutturazione addirittura in “Ente economico” come Società per azioni. Lo stesso Governo aveva già promosso inoltre, con la legge Treu, la dislocazione dei ricercatori pubblici presso le piccole e medie imprese (Legge 24 giugno 1997, n. 196, art. 14, Occupazione nel settore della ricerca) mentre analoghi istituti per la mobilità verso altri Enti pubblici di ricerca non vengono attivati. Le successive riorganizzazioni dell’Ente e il suo quadro istituzionale anomalo contribuiscono a determinare un progressivo isolamento del personale dal resto del mondo scientifico e un forte deterioramento della sua immagine esterna e interna .

Nel luglio 1999 il governo d’Alema nomina Presidente dell’ENEA il prof. Carlo Rubbia (Premio Nobel per la Fisica nel 1984). Nell’ agosto 1999 viene perfezionata la nomina del Dr. Renato Strada a DG.

Rubbia inizia un programma di revisione dei principali obiettivi tecnico-scientifici per definire le nuove priorità dell’Ente effettuando innanzitutto un censimento dei progetti in corso: si vede che ce ne sono ben 751 (quasi uno per i circa 800 ricercatori !). Inaugura poi un nuovo approccio "bottom-up" per l’analisi, l’approvazione e la gestione dei progetti di ricerca tecnico-scientifici, che prevede proposte da parte dei ricercatori valutate poi da Commissioni di esperti scelti dalle strutture tecnico-scientifiche. Dichiara anche di voler ridurre la burocrazia, attuare un decentramento delle responsabilità gestionali (con valutazioni periodiche dei risultati raggiunti) ed aumentare la circolazione delle informazioni. Si cominciano anche ad effettuare molte riunioni tecniche con la partecipazione di Rubbia e a volte le stesse riunioni del CdA sono precedute da seminari tecnici.

Il 19 ottobre 1999 viene presentato il piano di riorganizzazione dell’ente.

Il 1 novembre 1999 viene istituita (in ottemperanza al decreto legislativo n. 79 del 16 marzo 1999) la SOGIN (Società Gestione Impianti Nucleari SpA). Si tratta di una Società per azioni con unico socio il ministero dell'Economia e delle Finanze che ha il compito di sovrintendere alla gestione dei rifiuti nucleari e allo smantellamento degli impianti nucleari obsoleti. Il responsabile è un militare, il generale Jean. Parte del personale ENEA viene trasferito alla SOGIN. A SOGIN vengono conferite le quattro centrali nucleari italiane di Trino, Caorso, Latina e Garigliano.

Il processo di valutazione delle proposte progettuali in ENEA viene avviato nel febbraio del 2000. Nel giugno del 2000 dissapori tra Rubbia e DG portano alla revoca all’incarico di quest’ultimo. Il 30 agosto del 2000 viene nominato un nuovo DG, l’Ing. Gaetano Tedeschi. Il processo di valutazione dei progetti termina il 15 novembre 2000. Alcuni progetti proposti dalla base vengono approvati e finanziati ma non riceveranno mai le necessarie risorse umane.

Nel novembre del 2000 viene inserito nell’ultima finanziaria del governo di centro-sinistra un emendamento che recita: “… l’ENEA è inoltre obbligato a predisporre un piano di ristrutturazione della propria organizzazione e della propria attività finalizzato alla concentrazione su un numero limitato di rilevanti progetti di ricerca, di sviluppo tecnologico e di trasferimento dell’innovazione”. Viene previsto anche il relativo finanziamento di 200 miliardi di lire.

In effetti Rubbia cerca di varare alcuni altri grandi progetti e li segue personalmente ( “Archimede” ,TRADE, Idrogeno e Celle a combustibile, Phocus etc.).

Il progetto Archimede è dedicato alla generazione di energia elettrica da luce solare concentrata (solare termodinamico). E’ il progetto di maggior successo: approvato dall’ENEA nel settembre del 2001 viene finanziato con 15 milioni di euro. Viene costituito un gruppo di ricerca abbastanza numeroso e affiatato che in due anni produce molti brevetti e un impianto prototipo in Casaccia. Nel 2003 viene formalizzata una joint-venture ENEA-ENEL per la realizzazione del primo impianto industriale a Priolo (attualmente in corso di realizzazione).

Il progetto TRADE (Triga Accelerator Driven Experiment) si propone di risolvere il problema delle scorie nucleari “bruciandole” in un sistema ADS (Accelerator Driver System chiamato a volte anche Rubbiatron) cioè in reattore sottocritico investito però da un flusso di neutroni prodotto da un acceleratore esterno. In questo modo non solo si eliminano le scorie ma si può anche avere una generazione netta di energia. Il progetto, che prevede di usare il piccolo reattore Triga tuttora funzionante in Casaccia accoppiato ad un ciclotrone, viene varato coinvolgendo 46 partner da 14 paesi e viene approvato e finanziato dalla EU con 23 milioni di euro.

Il progetto Idrogeno verte invece sulla generazione di idrogeno da energia solare e sulle possibili tecnologie di accumulo, mentre il progetto Phocus riguarda un prototipo di impianto fotovoltaico a concentrazione (che verrà effettivamente completato nel 2006).

Da queste iniziative appare evidente che Rubbia vuole configurare l’ENEA come un ente che si occupa di energia, trascurando le altre attività. Questo provoca un certo risentimento nei dirigenti e nel personale che si occupano di altro.

L’8 ottobre del 2002 si arriva ad una tregua tra Rubbia e CdA con la nomina a “direttore generale facente funzioni” dell’Ing. Giovanni Lelli.

Nel 2003 l’ENEA viene nuovamente riordinato (D.Lgs. 3 settembre 2003 n. 257). Il varo della legge porta ad un periodo di gravissima crisi dell’ente. La legge viene criticata aspramente da Rubbia (p. es. in una audizione del 13-4-2005 alla X commissione della Camera) per l’incredibile rigidità e burocraticità dell’organizzazione. Dice Rubbia:”Un elemento di criticità è che… sia la struttura organizzativa interna che i principali meccanismi di funzionamento vengono rigorosamente definiti dalla legge mentre è demandato al regolamento un insieme di norme attuative anche di estremo dettaglio”. Tanto erano vere queste parole di Rubbia che a tutt’oggi (inizio 2009) non è stato possibile dare attuazione al regolamento visto che questo significherebbe bloccare definitivamente l’operatività dell’ENEA !

Un secondo elemento negativo della legge è l’attribuzione di quasi tutti i poteri al CdA. Considerando che per la nomina dei membri del Consiglio non viene richiesta alta qualificazione scientifica e manageriale e considerando il loro numero (8 membri) esiste un’alta probabilità che il CdA non abbia la capacità e l’accordo per guidare l’Ente. Si ritorna così alla situazione precedente alla riforma del 1999 che era stata modificata (a favore dei poteri del presidente) proprio dopo aver verificato che portava a frequenti conflitti.

L’ultimo aspetto negativo è la mancanza di un mandato preciso per l’ENEA come testimoniato dalla impressionante varietà dei compiti attribuitigli dalla legge (ben 12 voci!).

Gli unici due aspetti positivi della legge sono la previsione della valutazione del Comitato Interministeriale della Valutazione della Ricerca (CIVR) e l’affermazione, nell’articolo 21, che l’ENEA va inserito in uno dei comparti di contrattazione pubblica: finalmente si avvia il passaggio ad un contratto di lavoro uguale a quello degli altri Enti di Ricerca.

Nel 2003 vengono affidati in gestione alla SOGIN gli impianti di ricerca (ormai inattivi da 15 anni) sul ciclo del combustibile di Enea (l'impianto EUREX di Saluggia, gli impianti OPEC e IPU della Casaccia - Roma, l’impianto ITREC di Rotondella). Il 16 settembre 2004, acquisendo il 60% delle azioni di Nucleco SpA, si costituisce il Gruppo Sogin. La Sogin acquisisce anche l'impianto di fabbricazione del combustibile di Bosco Marengo nel 2005.

Il 12-2-2004 finisce il periodo di commissariamento e viene insediato un nuovo CdA con presidente il Prof. Carlo Rubbia (governo Berlusconi).

I contrasti tra il Cda dell'Enea ed il Presidente, Carlo Rubbia, ricominciano. Il dissenso verte soprattutto sulla nomina del direttore generale: Rubbia non intende accettare la nomina definitiva di Giovanni Lelli. L’altro motivo di scontro è il peso da dare ai progetti voluti da Rubbia (secondo voci attendibili il CdA vuole assegnargli pochi ricercatori). In particolare il progetto TRADE incontra l’opposizione dei membri del CdA (Clini e Scibetta) nominati dal Ministro dell’ambiente (Matteoli). Nel gennaio del 2005 il progetto viene definitivamente cancellato dal DG Lelli e dal CdA contro il parere di Rubbia .

Il braccio di ferro arriva fino al ricorso al TAR di Rubbia contro il CdA per annullare la nomina di Lelli a DG. Il TAR dà ragione a Rubbia che il 17-6-2005 destituisce Lelli e cerca di far eleggere DG Francesco Troiani.

Una settimana dopo il CdA ENEA sconfessa la nomina di Francesco Troiani a direttore generale fatta da Rubbia e conferma invece Lelli.

Una parte consistente (circa 1000 persone) dei dipendenti ENEA “stimolata” da alcuni dirigenti firma una lettera per chiedere la cacciata di Rubbia.

Il 15 luglio 2005 il governo Berlusconi commissaria l’ente ed estromette Rubbia che se ne va scrivendo una lettera aperta su Repubblica .

Il 29 luglio 2005 viene nominato commissario il Prof. Luigi Paganetto (professore Ordinario di Economia Politica all'Università Tor Vergata di Roma). Vicecommissari sono il dr. Corrado Clini e Claudio Regis.

Il 14 ottobre 2005 Paganetto conferma Lelli come DG. Nel Maggio 2006 (con un anno e mezzo di ritardo) viene emanato il regolamento di funzionamento dell’ ENEA previsto dalla legge e nel Giugno 2006 si inizia l’ultima riorganizzazione ENEA. Entrambe le cose rimangono comunque sulla carta e non è stato possibile, fino ad oggi, dargli attuazione.

Nel luglio 2006 L’ENEA acquisisce il 51% delle azioni di CESI ricerche S.p.A.

Nel Novembre 2006 Paganetto, per cercare di focalizzare le attività, istituisce 18 Grandi Progetti ENEA. Essi però non dispongono né di finanziamenti né di personale proprio. Anche i capi progetto indicati sono temporanei e responsabili solo dello “Start-up”. Al momento i 18 progetti non hanno ancora raggiunto alcuna consistenza e le procedure per la nomina dei capi progetto definitivi sono in corso solo per alcuni di essi.

Nel gennaio 2007 Paganetto viene nominato Presidente dell’ENEA dal governo Prodi.

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Fisica delle particelle

L'esperimento CMS durante la fase di costruzione al CERN

La fisica delle particelle è la branca della fisica che studia i costituenti fondamentali e le interazioni fondamentali della materia. Talvolta viene anche usata l'espressione fisica delle alte energie, quando si vuole far riferimento allo studio delle interazioni tra particelle elementari che si verificano ad altissima energia e che permettono di creare particelle non presenti in natura in condizioni ordinarie, come avviene con gli acceleratori di particelle.

Tutte le particelle fino ad oggi osservate e le loro interazioni note possono essere descritte da una teoria quantistica chiamata Modello Standard che viene spesso considerata come la maggior conquista della fisica delle particelle teorica finora conseguita. Il modello descrive tutti i costituenti della materia e tutte le interazioni fondamentali ad oggi noti, ad eccezione della gravità, ed ha avuto straordinarie verifiche sperimentali con la previsione di particelle effettivamente scoperte fin dagli anni 60. Le previsioni del modello standard sono state accuratamente verificate da tutti gli esperimenti realizzati fino ad ora, ed in particolare con le misure di precisione effettuate al LEP del CERN.

Il Modello Standard rappresenta un esempio di unificazione delle interazioni fondamentali. Come le equazioni di Maxwell hanno permesso di unificare le interazioni elettriche e magnetiche in un'unica interazione elettromagnetica, nel Modello Standard le interazioni elettromagnetiche e deboli sono unificate in un'unica interazione elettrodebole.

Comunque, molti fisici delle particelle ritengono che sia una descrizione incompleta della natura, e che una teoria ancor più fondamentale attenda di essere scoperta. Infatti, il Modello Standard non fornisce l'unificazione dell'interazione forte con quella elettrodebole, e non è in grado di comprendere la gravità, la cui trattazione in relatività generale non è ad oggi compatibile con la meccanica quantistica.

In senso stretto, il termine particella non è del tutto corretto. Gli oggetti studiati dalla Fisica delle particelle, obbediscono ai principi della meccanica quantistica. Come tali, mostrano una dualità onda-corpuscolo, in base alla quale manifestano comportamenti da particella sotto determinate condizioni sperimentali e comportamenti da onda in altri. Teoricamente, non sono descritte né come onde né come particelle, ma come vettori di stato in un'astrazione chiamata spazio di Hilbert. Per una trattazione più dettagliata, si veda la teoria di campo quantistica. Seguendo le convenzioni dei fisici delle particelle, useremo "particelle elementari", per riferirci a oggetti come elettroni e fotoni, ben sapendo che queste "particelle" mostrano anche proprietà ondulatorie.

L'idea che la materia sia composta da particelle elementari, data quanto meno al VI secolo a.C. La dottrina filosofica dell'"atomismo" era studiata da filosofi dell'antica Grecia quali Leucippo, Democrito ed Epicuro. Anche se già Isaac Newton nel XVII secolo pensava che la materia fosse composta da particelle, fu John Dalton che nel 1802 sostenne formalmente che la materia era composta da piccoli atomi.

La prima tavola periodica di Dmitri Mendeleev, del 1869 contribuì a cementare questa visione, prevalente per tutto il XIX secolo. Il lavoro di Joseph Thomson stabilì che gli atomi erano composti da elettroni leggeri e protoni massicci. Ernest Rutherford stabilì che i protoni erano concentrati in un nucleo compatto. Il nucleo era inizialmente ritenuto essere composto da protoni ed elettroni confinati (al fine di poter spiegare la differenza tra la carica elettrica e il peso atomico), ma fu in seguito scoperto essere composto da un nucleo di protoni e neutroni e da elettroni che vi orbitano attorno.

Negli anni 50 e 60 si svilupparono macchine in grado di produrre e rivelare un'incredibile varietà di particelle. Si faceva riferimento a queste come allo "zoo delle particelle". Questo termine venne abbandonato dopo la formulazione del modello standard, durante gli anni 70, nel quale questo grande numero di particelle venne spiegato in termini della combinazione di un numero (relativamente) piccolo di particelle fondamentali.

L'attuale classificazione delle particelle elementari viene chiamata Modello Standard. Esso descrive la forza nucleare forte, la forza nucleare debole e l'elettromagnetismo (tre delle quattro forze fondamentali), tramite dei bosoni mediatori, conosciuti come bosoni di gauge. I bosoni di gauge sono: fotoni, bosoni W-, bosoni W+, bosoni Z e gluoni. Il modello contiene inoltre 24 particelle fondamentali, che sono le costituenti della materia. Infine, prevede l'esistenza di un tipo di bosone conosciuto come bosone di Higgs, che deve ancora essere scoperto.

Ulteriori sviluppi dovranno inoltre comprendere una teorica quantistica della gravitazione, per l'unificazione definitiva delle tre forze citate con la gravità: la relatività generale si basa infatti sul modello "classico" di spaziotempo continuo in cui il valore del campo gravitazionale può assumere un valore arbitrariamente piccolo. Essa è dunque incompatibile col modello standard, dove l'intensità dei campi dipende dalle particelle coinvolte e assume perciò solo determinati valori.

Ciononostante, per circa trent'anni il modello standard ha resistito alle evidenze sperimentali; solo ultimamente alcune osservazioni astronomiche sullo spostamento verso il rosso dei quasar più lontani, insieme ad alcuni risultati sperimentali sulla massa del neutrino e sulla misura del momento magnetico del muone, hanno introdotto il dubbio che non si tratti di un modello completo.

Oltre a questi, esistono molti altri laboratori nazionali e internazionali, che ospitano uno o più acceleratori di particelle.

La fisica delle particelle sta investigando, nel corso degli anni, fenomeni che avvengono ad energie sempre più grandi. Per fare questo con gli acceleratori sono necessarie apparecchiature sempre più complesse e di grandi dimensioni. Il progetto più grande, attualmente in fase di conclusione al CERN, è l'acceleratore LHC, il cui costo raggiunge diversi miliardi di euro. Anche se questa spesa viene distribuita durante un arco di tempo di oltre un decennio, necessario alla sua realizzazione, la fattibilità di progetti di tali dimensioni è possibile solo con il contributo di decine di nazioni.

I paesi finanziatori hanno dimostrato in diversi casi di essere attenti alla spesa per i grandi progetti di ricerca. Ad esempio, nel 1993, il congresso degli Stati Uniti fermò la costruzione del Superconducting Super Collider, dopo che erano già stati investiti 2 miliardi di dollari. Questo acceleratore, infatti, avrebbe costituito un "doppione" rispetto ad LHC, e, sebbene avrebbe consentito di raggiungere energie maggiori di LHC, quest'ultimo ha potuto riutilizzare tutti i lavori di ingegneria civile del precedente acceleratore LEP, realizzato in una caverna sotterranea lunga 27 km.

Le spese pubbliche per finanziare i grandi progetti di ricerca hanno comunque spesso ricadute tecnologiche positive di rilievo anche in settori diversi da quelli che le attività di ricerca hanno come finalità principale.

L'Italia svolge un ruolo di primo piano nella fisica delle particelle partecipando con posizioni di responsabilità importanti alla realizzazione ed alle ricerche che si effettuano nei più importanti progetti di fisica delle particelle. Le ricerche in questo settore sono finanziate in Italia in gran parte dall'INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) che collabora con decine di dipartimenti di fisica delle diverse università italiane.

Nel 1984 l'italiano Carlo Rubbia ha ricevuto premio Nobel per la fisica per la scoperta dei bosoni W e Z.

L'Italia è uno stato membro fondatore del CERN, e per due volte ha avuto la direzione generale del laboratorio (Carlo Rubbia, dal 1989 al 1993 e Luciano Maiani dal 1999 al 2003).

La fisica delle particelle ha avuto anche un grande impatto sulla filosofia della scienza. Filosofi e scienziati come Paul Feyerabend e Fritjof Capra, hanno criticato come riduzionistiche l'idea che ogni fenomeno noto possa essere spiegato in base alle leggi che regolano le interazioni tra particelle fondamentali.

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Source : Wikipedia