Gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hanno raggiunto l'innesco della fusione e il punto di pareggio energetico . Il 5 dicembre 2022, il team di ricerca ha condotto un esperimento di fusione controllata utilizzando laser, durante il quale 192 fasci laser hanno erogato oltre 2 milioni di joule di energia UV a una minuscola pastiglia di combustibile nella camera criogenica bersaglio, raggiungendo il punto di pareggio energetico, ovvero producendo più energia di quanta ne sia stata fornita dai laser per alimentarla. Questa svolta, ottenuta per la prima volta nella storia dopo decenni di duro lavoro, rappresenta una pietra miliare nella scienza e ha implicazioni significative per le prospettive di un'energia da fusione pulita in futuro, per un'economia a zero emissioni di carbonio, per la lotta ai cambiamenti climatici e per il mantenimento della deterrenza nucleare senza ricorrere a test nucleari a fini di difesa nazionale. In precedenza, l'8 agosto 2021, il team di ricerca aveva raggiunto la soglia dell'innesco della fusione. L'esperimento aveva prodotto più energia di qualsiasi altro esperimento di fusione precedente, ma non era stato raggiunto il punto di pareggio energetico. L'ultimo esperimento, condotto il 5 dicembre 2022, ha raggiunto il punto di pareggio energetico, dimostrando così che la fusione nucleare controllata può essere sfruttata per soddisfare il fabbisogno energetico, sebbene l'applicazione commerciale dell'energia da fusione possa essere ancora lontana.
Le reazioni nucleari producono grandi quantità di energia equivalenti alla quantità di massa persa, secondo l'equazione di simmetria massa-energia E=mc² di Einstein. Le reazioni di fissione, che comportano la disgregazione dei nuclei del combustibile nucleare (elementi radioattivi come l'uranio-235), sono attualmente impiegate nei reattori nucleari per la produzione di energia. Tuttavia, i reattori nucleari a fissione presentano elevati rischi per la salute umana e per l'ambiente, come dimostrato dal caso di Chernobyl, e sono noti per la produzione di pericolose scorie radioattive con emivite molto lunghe, estremamente difficili da smaltire.
In natura, nelle stelle come il nostro Sole, la fusione nucleare, che comporta la fusione di nuclei di idrogeno più piccoli, è il meccanismo di generazione di energia. La fusione nucleare, a differenza della fissione nucleare, richiede temperature e pressioni estremamente elevate per consentire la fusione dei nuclei. Questo requisito di temperature e pressioni estremamente elevate si verifica nel nucleo del Sole, dove la fusione dei nuclei di idrogeno è il meccanismo chiave per la generazione di energia, ma ricreare queste condizioni estreme sulla Terra in un ambiente di laboratorio controllato e, di conseguenza, i reattori a fusione nucleare non sono ancora una realtà. (La fusione termonucleare incontrollata ad altissime temperature e pressioni, creata dall'innesco di un dispositivo a fissione, è il principio alla base delle armi all'idrogeno).
Fu Arthur Eddington a suggerire per primo, nel lontano 1926, che le stelle traessero la loro energia dalla fusione dell'idrogeno in elio. La prima dimostrazione diretta della fusione nucleare avvenne in laboratorio nel 1934, quando Rutherford mostrò la fusione del deuterio in elio e osservò che "si produceva un enorme effetto" durante il processo. In considerazione del suo enorme potenziale per fornire energia pulita illimitata, ci sono stati sforzi concertati da parte di scienziati e ingegneri di tutto il mondo per replicare la fusione nucleare sulla Terra, ma è stato un compito arduo.
A temperature estreme, gli elettroni si separano dai nuclei e gli atomi si trasformano in un gas ionizzato composto da nuclei positivi ed elettroni negativi, quello che chiamiamo plasma, la cui densità è un milionesimo inferiore a quella dell'aria. Questo rende l'ambiente di fusione estremamente instabile. Affinché la fusione nucleare possa avvenire in un ambiente del genere (e produrre una quantità apprezzabile di energia), devono essere soddisfatte tre condizioni: temperature molto elevate (in grado di provocare collisioni ad alta energia), una densità di plasma sufficiente (per aumentare la probabilità di collisioni) e il plasma (che tende ad espandersi) deve essere confinato per un tempo sufficiente a consentire la fusione. Pertanto, lo sviluppo di infrastrutture e tecnologie per contenere e controllare il plasma caldo rappresenta un obiettivo fondamentale. Campi magnetici intensi potrebbero essere utilizzati per gestire il plasma, come nel caso del Tokamak di ITER. Un altro approccio consiste nel confinamento inerziale del plasma, in cui capsule contenenti isotopi pesanti di idrogeno vengono fatte implodere mediante fasci laser ad alta energia.
Gli studi sulla fusione condotti presso il Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) del NIF hanno utilizzato tecniche di implosione laser (fusione a confinamento inerziale). In pratica, capsule di dimensioni millimetriche riempite di deuterio e trizio sono state fatte implodere con laser ad alta potenza che generano raggi X. La capsula si riscalda e si trasforma in plasma. Il plasma accelera verso l'interno creando condizioni di pressione e temperatura estreme quando i combustibili nella capsula (atomi di deuterio e trizio) si fondono, rilasciando energia e diverse particelle, tra cui particelle alfa. Le particelle rilasciate interagiscono con il plasma circostante e lo riscaldano ulteriormente, innescando ulteriori reazioni di fusione e il rilascio di ulteriore "energia e particelle", creando così una catena autosostenuta di reazioni di fusione (chiamata "accensione da fusione").
La comunità scientifica che si occupa di fusione nucleare ha cercato per diversi decenni di raggiungere l'innesco della fusione, ovvero una reazione di fusione autosostenuta. L'8 agosto 2021, il team del Lawrence Laboratory si è avvicinato alla soglia dell'innesco della fusione, obiettivo che è stato poi raggiunto il 5 dicembre 2022. In quel giorno, l'innesco controllato della fusione sulla Terra è diventato realtà: una pietra miliare della scienza!
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 have achieved fusion ignition and energy breakeven. On 5th December 2022....){kind=link}