View Full Version : Energia nucleare senza scorie radioattive
L'attuale crisi economica potrebbe sfociare senza troppi sforzi di immaginazione in una ben più grave crisi energetica, di cui già adesso ne vediamo i primi, timidi effetti. Per uscire da questa crisi una delle soluzioni è puntare sulla ricerca scientifica, soprattutto quella sulle energie pulite. D'altra parte, secondo Carl Sagan, il primo salto tecnologico più importante per una civiltà è il controllo dell'energia, ovvero la capacità di maneggiare e manipolare grandi quantità di energia, dell'ordine stellare, per intenderci. A quanto sembra quel tempo tanto agognato dal fisico e scrittore statunitense si potrebbe presto avvicinare grazie al laser, in particolare quello che può essere definito come il più grande laser del mondo.
Il 29 maggio, infatti, è stato inaugurato il National Ignition Facility presso il Lawrence Livermore Laboratory: il suo obiettivo principale è quello di sfruttare l'enorme forza esercitata dal Sole e dalle stelle per produrre energia sulla Terra.
Le dimensioni di questa nuova struttura sono quelle di circa tre campi di calcio: nei prossimi tre anni grazie ai suoi 192 fasci di laser, il NIF fornirà grandissime quantità di energia a un bersaglio di piccolissime dimensioni. Tale bersaglio, riempito con combustibile a idrogeno, rilascerà una potenza tra le 10 e le 100 volte superiore rispetto a quella del laser entrante.
Una volta che l'energia di tutti i laser avrà raggiunto il bersaglio, l'intero impianto genererà temperature di oltre 100 milioni di gradi e pressioni superiori di 100 miliardi di volte quella dell'atmosfera terrestre: queste condizioni, in natura, si possono ritrovare solo nelle stelle o nei nuclei dei pianeti più grandi. Dare inizio a queste condizini, vuol dire creare di fatto una reazione di fusione nucleare, la stessa che da energia al Sole e alle stelle. Imitare e controllare questo processo altalemente volatile, che di fatto porta alla creazione di una stella in laboratorio, potrebbe portarci alla produzione di energia pulita e sicura.
Comunque, oltre all'indubbia possibilità di realizzare la fusione nucleare, il NIF potrà fungere anche da laboratorio di ricerca vero e proprio: da una parte si potranno avere dati sulle condizioni presenti all'interno delle armi nucleari e termonucleari, dall'altra si potranno studiare tutta una serie di fenomeni che avvengono all'interno dei nuclei planetari o della calda e densa materia stellare che sono impossibili da studiare direttamente.
Il NIF è, in conclusione, un progetto ambizioso, del livello dell'LHC, e che proietta gli Stati Uniti non solo in una nuova fase della ricerca scientifica, ma soprattutto verso la realizzazione di un nucleare sicuro e pulito, senza scorie radioattive
http://www.youtube.com/watch?v=GX37WyknUEo
Doraneko
03-07-2009, 12:02
La cosa è affascinante.La premessa però è sbagliata.
Una crisi economica non può sfociare in una crisi energetica, visto che quando c'è crisi calano i consumi.
La cosa è affascinante.La premessa però è sbagliata.
Una crisi economica non può sfociare in una crisi energetica, visto che quando c'è crisi calano i consumi.
vero, anche se penso si riferissero ad un sistema di conseguenza "storica" non diretta, ovvero che anche uscendo dalla crisi economica potremmo ritrovarci in quella energetica prossima ventura. :mc:
poi vabbe', magari chi ha scritto l'articolo non è comunque un lume :asd:
Come se la fusione inerziale l'avessero inventata ieri...è risaputo che la ricerca sia stata fermata per le potenziali ricadute belliche di questi laser di potenza. :asd:
(Potenza, cazzo, potenza! E' una deposizione di energia pressoché istantanea! Si dice "fornire potenza"! :D)
Ma ti chiami Elektra per questo magari? :D
http://www.youtube.com/watch?v=h-8k7T2nETw&fmt=18
mah, io dico che ITER do it better :asd:
ITER mi sembra che abbia più probabilità di riuscita del NIF. inoltre l'articolo parla di produrre 10 volte l'energia immessa, ma non dice l'efficenza di conversione dell'energia termica raggiante in energia utile.
Dubito che un sistema come il NIF possa essere utile per utilizzare l'energia termica irraggiata...
se qualcuno ha maggiori info benvenga :D
mah, io dico che ITER do it better :asd:
ITER mi sembra che abbia più probabilità di riuscita del NIF. inoltre l'articolo parla di produrre 10 volte l'energia immessa, ma non dice l'efficenza di conversione dell'energia termica raggiante in energia utile.
Dubito che un sistema come il NIF possa essere utile per utilizzare l'energia termica irraggiata...
se qualcuno ha maggiori info benvenga :D
all'apparenza potrebbe funzionare, visto che pare produrre 100 volte l'energia utilizzata, dipende dai tempi necessari, ossia quelli per mantenere il processo attivo e quelli per cui dovrà riposare.
DarKilleR
03-07-2009, 17:44
ma se devo essere sincero...secondo me tutto questo è una grossa copertura, dove verrà si fatta ricerca ma in realtà lo scopo principale è lo sviluppo della tecnologia laser in ambito bellico..
l'approccio di Iter invece a mio avviso sembra molto più dedicato alla produzione di energia per poi trasformarla in energia elettrica..
ma tutta questa tecnologia sbaglio o serve per sfruttare ancora la macchina a vapore?
Voglio dire al momento quale altra tecnologia oltre al fotovoltaico permette di generare corrente senza far girare una turbina?
Doraneko
03-07-2009, 18:17
ma tutta questa tecnologia sbaglio o serve per sfruttare ancora la macchina a vapore?
Voglio dire al momento quale altra tecnologia oltre al fotovoltaico permette di generare corrente senza far girare una turbina?
La prima che mi viene in mente è questa:
http://it.wikipedia.org/wiki/Generatore_termoelettrico_a_radioisotopi
la seconda è questa :D :
http://www.miniscience.com/projects/FruitElectricity/
Ma ti chiami Elektra per questo magari? :D
http://www.youtube.com/watch?v=h-8k7T2nETw&fmt=18
E' molto più semplicemente il mio nome in greco. ;)
ma tutta questa tecnologia sbaglio o serve per sfruttare ancora la macchina a vapore?
Voglio dire al momento quale altra tecnologia oltre al fotovoltaico permette di generare corrente senza far girare una turbina?
Googla "conversione diretta" o "generatori termoelettrici a effetto Seebeck". ;)
Doraneko
03-07-2009, 18:41
E' molto più semplicemente il mio nome in greco. ;)
E' la prima volta che sento qualcuna che si chiama Elettra!
Nome pieno di storia, comunque!
E' la prima volta che sento qualcuna che si chiama Elettra!
Nome pieno di storia, comunque!
Eh magari! :D Mi chiamo Ambra...:D
Doraneko
03-07-2009, 18:52
Eh magari! :D Mi chiamo Ambra...:D
Ah, pensavo all'Elektra della mitologia, non a quella dell'elettricità :D
Ah, pensavo all'Elektra della mitologia, non a quella dell'elettricità :D
Eh no! :cry: :D
ma tutta questa tecnologia sbaglio o serve per sfruttare ancora la macchina a vapore?
Voglio dire al momento quale altra tecnologia oltre al fotovoltaico permette di generare corrente senza far girare una turbina?
è tuttora il metodo più efficiente l'utilizzo del vapore come vettore termico...
i generatori termoelettrici fanno pena :asd:
sarebbe una buona cosa in effetti se la ricerca puntasse molto sull'ottimizzazione di questi dispositivi. potrebbero considerevolmente ridurre lo spazio e i costi delle centrali elettriche
DarKilleR
04-07-2009, 08:42
il problema dei generatori con il classico sistema termodinamico a turbina tramite utilizzo di vapore, il limite è dato dalla resistenza dei materiali alle elevate temperature di esercizio...
Ed è difficile salire sopra i 650°C...senza provocare lesioni, corrosioni elevate nei componenti etc etc...
Addirittura nell'utilizzo del nucleare classico si hanno rendimenti molto bassi, attorno al 33% per tenere temperature più basse per tenere un buon margine di sicurezza nel reattore...
l'efficienza di queste macchine è (1-T1/T2) dove T1 è la temperatura della sorgente di calore a bassa temperatura (di solito l'acqua di un fiume o del mare) e T2 la temperatura del vapore all'immissione in turbina...con le temperature assolute...
il problema dei generatori con il classico sistema termodinamico a turbina tramite utilizzo di vapore, il limite è dato dalla resistenza dei materiali alle elevate temperature di esercizio...
Ed è difficile salire sopra i 650°C...senza provocare lesioni, corrosioni elevate nei componenti etc etc...
Addirittura nell'utilizzo del nucleare classico si hanno rendimenti molto bassi, attorno al 33% per tenere temperature più basse per tenere un buon margine di sicurezza nel reattore...
l'efficienza di queste macchine è (1-T1/T2) dove T1 è la temperatura della sorgente di calore a bassa temperatura (di solito l'acqua di un fiume o del mare) e T2 la temperatura del vapore all'immissione in turbina...con le temperature assolute...
ma qui si vogliono fare cose a milioni di gradi :O
comunque se l'energia venisse concentrata in spazi piccolissimi si potrebbero ridurre gli svantaggi ed i pericoli di temperature elevate
ChristinaAemiliana
05-07-2009, 12:30
il problema dei generatori con il classico sistema termodinamico a turbina tramite utilizzo di vapore, il limite è dato dalla resistenza dei materiali alle elevate temperature di esercizio...
Ed è difficile salire sopra i 650°C...senza provocare lesioni, corrosioni elevate nei componenti etc etc...
Vero! Ma adesso con i nuovi materiali stiamo migliorando molto la faccenda, tanto che son diventati possibili cicli a gas niente male. Certo, la macchina costa di più...:stordita:
Addirittura nell'utilizzo del nucleare classico si hanno rendimenti molto bassi, attorno al 33% per tenere temperature più basse per tenere un buon margine di sicurezza nel reattore...
Essì, 33-34% proprio per colpa della temperatura massima. Non è tanto una ragione di sicurezza neutronica (per quella, più che altro gioca la densità di potenza, vedi reattori veloci e tutti i problemi inerenti), è piuttosto una discorso di resistenza e compatibilità dei materiali che si usano nel nocciolo (ci sono leghe speciali per minimizzare l'infragilimento meccanico e la cattura neutronica); oltre al fatto che bene o male anche l'utilizzo di un ciclo primario e uno secondario butta giù la temperatura massima...
I reattori a gas di nuova concezione tipo gli HTGR ovviamente non soffrono altrettante limitazioni.
DarKilleR
05-07-2009, 12:56
Vero! Ma adesso con i nuovi materiali stiamo migliorando molto la faccenda, tanto che son diventati possibili cicli a gas niente male. Certo, la macchina costa di più...:stordita:
I reattori a gas di nuova concezione tipo gli HTGR ovviamente non soffrono altrettante limitazioni.
Ora io non sono assolutamente esperto in questo ambito, ma ho semplicemente fatto un buon corso di Termodinamica e Fisica Tecnica con un buon professore...
Come nuovi materiali cosa intendi? Io avevo sentito parlare di sperimentazioni con nuovi materiali compositi in carbonio e ceramici, che hanno il grande pregio di resistere ad altissime temperature, ma hanno un comportamento molto fragile...
E il cambiamento di titolo del vapore con la conseguente formazione di qualche gocciolina di condensa provocava elevati urti sulle pale della turbina che provocavano danni simili a quelli che si hanno in caso di cavitazione..
Gli HTGR invece cosa sono e cosa cambia rispetto ai cicli classici? Te ne sono grato :ave:
ChristinaAemiliana
05-07-2009, 17:01
Ora io non sono assolutamente esperto in questo ambito, ma ho semplicemente fatto un buon corso di Termodinamica e Fisica Tecnica con un buon professore...
Come nuovi materiali cosa intendi? Io avevo sentito parlare di sperimentazioni con nuovi materiali compositi in carbonio e ceramici, che hanno il grande pregio di resistere ad altissime temperature, ma hanno un comportamento molto fragile...
E il cambiamento di titolo del vapore con la conseguente formazione di qualche gocciolina di condensa provocava elevati urti sulle pale della turbina che provocavano danni simili a quelli che si hanno in caso di cavitazione..
Gli HTGR invece cosa sono e cosa cambia rispetto ai cicli classici? Te ne sono grato :ave:
Allora...nemmeno io sono esperta di ingegneria dei materiali, al limite mastico qualcosa di superconduttività, ma sul resto non credo di saperne più di te. Provo quindi a risponderti sulla parte nucleare sperando che quelle notizie facciano anche un po' di luce sul resto...:stordita:
Gli HTGR sono i reattori a gas ad alta temperatura, dall'acronimo inglese High Temperature Gas Reactors. Questa filiera di reattori, in realtà, esiste già da tempo, ma il suo sviluppo si è arrestato allo stadio del prototipo dagli anni '80. Gli HTGR, concettualmente, rappresenterebbero l'evoluzione ulteriore della filiera a gas degli AGR (Advanced Gas Reactors), a sua volta nata da un miglioramento dei reattori Magnox (i primi reattori a gas-grafite, figli diretti della pila di Fermi).
I reattori a gas non sono molto diffusi in quanto le filiere ad acqua leggera (LWR), ossia i PWR e i BWR, hanno finito per dominare il mercato; le ragioni della vittoria dei LWR sono molte e le più assortite: soluzioni tecnologiche migliori e più nuove, impossibilità di proliferazione bellica (i Magnox erano invece la versione civile dei reattori plutonigeni!), adattabilità alla propulsione navale eccetera. All'avvento degli AGR, che superavano praticamente tutti i problemi di gioventù della filiera a gas, i reattori ad acqua leggera si erano già imposti, di conseguenza l'interesse suscitato da AGR prima e HTGR poi fu piuttosto ridotto (comunque maggiore per gli HTGR).
Senza entrare troppo nei dettagli tecnici, gli HTGR sono reattori raffreddati a elio e questo consente di raggiungere temperature di uscita del termovettore di 800-900°C; questo implica non solo la possibilità di ottenere un rendimento simile a quello delle centrali convenzionali, con vapore in turbina a 160-170 bar e temperatura di 540-560 (risultato peraltro già raggiunto dagli AGR), ma anche quella ancora più suggestiva di mandare l'elio direttamente in una turbina a gas operante in ciclo Joule. Un'altra prospettiva importante offerta dagli HTGR è quella di produrre idrogeno direttamente dall'acqua per termolisi (la dissociazione delle molecole di acqua realizzata per mezzo del calore). Esistono anche reattori a gas di ultima concezione, chiamati VHTR (Very High Temperature Reactors), che producono elio a 1000°C.
Quindi si capisce come, parlando di turbine a gas che operino con un gas a tali temperature, sia imperativo sviluppare materiali in grado di comportarsi bene, per ovvie ragioni di margini di sicurezza, ben oltre i 1000°C, da adottare almeno nei primi stadi di palettatura. Le soluzioni, che per fortuna sono state studiate e provate prima in campo areonautico (il fatto di condividere la ricerca con un settore così tanto finanziato aiuta tantissimo!), vanno dalle superleghe metalliche alle pale al carbonio/ceramico, alle pale raffreddate internamente tramite spillamenti dal compressore.
Di più sui materiali, mi spiace, non so. Non è proprio il mio campo...:fagiano: ;)
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