La ricerca di fonti di energia pulita e altamente produttiva può essere definita senza esagerazioni la sfida del secolo. Anche per questo, la ricerca della “fonte perfetta” non si ferma al pianeta Terra, ma riguarda anche la Luna, dove è presente in grosse quantità l’elio-3.
Cos’è l’elio-3
Prima di tutto occorre fare alcune precisazioni: L’Elio-3, un rarissimo isotopo leggero dell’elio, non è al momento ancora una fonte di energia, ma un combustibile potenziale per reattori a fusione nucleare di seconda generazione, una tecnologia che non esiste ancora.
C’è però un motivo se viene considerato il “Santo Graal” della futura tecnologia energetica e della corsa allo spazio.
Trattandosi di un isotopo composto da due protoni e un neutrone, l’elio-3 può potenzialmente essere utilizzato nella fusione nucleare e, a differenza della reazione tradizionale deuterio-trizio, la sua fusione produce una quantità di neutroni molto inferiore.
Di conseguenza, le scorie radioattive indotte nei materiali del reattore sono drasticamente ridotte e limitate a rifiuti a bassa attività.
Un altro pregio di questo materiale risiede nella sua altissima densità energetica, tanto che secondo le stime 1 grammo di elio-3 potrebbe produrre un’energia equivalente a quella di circa 40 tonnellate di carbone.
Parliamo quindi di una fonte di energia potentissima, con un altro pregio, la fusione nucleare in cui verrebbe usato (con il deuterio) produce particelle cariche (un protone e una particella alfa) ad alta energia.
Essendo cariche, queste particelle possono essere guidate da campi magnetici e la loro energia cinetica può essere convertita direttamente in elettricità, senza il passaggio intermedio del vapore e delle turbine. Questo approccio promette un’efficienza teorica molto più alta e impianti più semplici ed economici.
Perché si trova sulla Luna
Sulla Terra, tuttavia, è quasi introvabile, poiché l’atmosfera e il campo magnetico respingono il gas trasportato dal vento solare. Le limitatissime scorte disponibili derivano essenzialmente dal decadimento del trizio stoccato per scopi militari e, in minima parte, da alcuni reattori a fissione, mentre la produzione mondiale annua è di pochi chilogrammi.
Al contrario, la Luna ne è invece ricchissima. Il motivo è semplice, il nostro satellite è privo di atmosfera, indi per cui ha potuto accumulare milioni di tonnellate di elio-3 sullo strato più superficiale della sua crosta nel corso dei millenni.
La corsa all’elio
Non è certo un caso che la nuova corsa alla Luna tra Cina e Stati Uniti sia guidata dal concetto di “permanenza”. L’obiettivo non è piantare una bandiera, ma creare infrastrutture e filiere per lo sfruttamento a lungo termine delle risorse presenti sul suolo lunare.
L’elio-3 è al centro di questa competizione perché, se la fusione nucleare avanzata dovesse diventare realtà, potrebbe ridefinire le gerarchie energetiche globali.
Gli Stati Uniti stanno portando avanti il programma Artemis della NASA, che punta a stabilire una presenza permanente. La Cina, con il programma Chang’e, ha mappato le risorse lunari con crescente precisione.
Le stime cinesi indicano una riserva di elio-3 superiore al milione di tonnellate, mentre Pechino sta promuovendo una propria stazione di ricerca lunare con la Russia.
Il valore economico stimato per l’elio-3 enorme: si parla di un prezzo di mercato di circa 20 milioni di dollari al chilogrammo, rendendolo di fatto una delle sostanze più preziose conosciute.
Le sfide tecniche
Tuttavia, le sfide da tecniche da superare prima di arrivare allo sfruttamento dell’elio-3 come fonte di energia sono ancora numerose.
A cominciare dal fatto che il materiale è presente in concentrazioni bassissime sulla crosta lunare (circa 20 parti per miliardo), il che significa che per ottenere quantità significative (le scorte totali di elio-3 stimate sulla Luna vanno da 1 a 3 milioni di tonnellate) è necessario trattare enormi volumi di materiale.
Un’altra sfida tecnica è rappresentata dalla reazione di fusione tra deuterio ed elio-3 (D-³He), che richiede temperature ancora più elevate rispetto alla già difficile fusione deuterio-trizio (D-T).
Infine, uno studio del 2026 ha dimostrato che il ciclo del combustibile D-³He non può essere autosufficiente sulla Terra. Il che rende l’elio-3 lunare un “collo di bottiglia” strategico, con una disponibilità su scala industriale attesa non prima del 2038-2040.
Per il momento, dunque, l’immediato utilizzo del’elio-3 rimane quello per i computer quantistici, che richiedono temperature vicinissime allo zero assoluto (millikelvin). L’elio-3 è il componente chiave dei refrigeratori a diluizione, l’unica tecnologia matura in grado di raggiungere questi valori. Per avere energia pulita ed altamente produttiva occorrerà ancora aspettare.