View Full Version : ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor
ChristinaAemiliana
18-01-2005, 20:36
Visto l'interesse suscitato, propongo un'intera discussione sul "next step" della fusione termonucleare controllata, il reattore sperimentale ITER! :)
Qui il sito ufficiale:
http://www.iter.org/index.htm
Questo il piano dei lavori:
http://img108.exs.cx/img108/8554/iterconstruction5qq.jpg
E qui riporto per comodità l'incipit della discussione che era iniziata su un altro thread:
Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
La fusione nucleare, che è lì alla soglia del successo ed è in cima alla "to do list" comparsa più sopra, non sarebbe arrivata a questo punto senza gli studi teorici sui plasmi, sulle reazioni nucleari nelle stelle, sulla superconduttività...insomma, la fusione è una sinergia di decenni di studi teorici...molti dei quali "non servivano a niente"...;)
Originariamente inviato da cionci
A che punto siamo ? Dopo le prime affermazioni, poi rivelattesi flop, della fine degli anni ì80 non ho sentito più niente...
Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
E' stato fatto molto invece...infatti, più che di flop io parlerei di proiezioni errate...succede sempre in campo scientifico: si prospettano sviluppi velocissimi delle tecnologie senza tener conto del fatto che all'inizio tutto procede in fretta perché si può attingere a studi già fatti e ad applicazioni già provate, ma in seguito, quando si tratta di incamminarsi nell'inesplorato, si rallenta per forza di cose! :p Secondo ciò che si credeva negli anni 60, oggi dovremmo avere colonie su Marte e l'astronave utilitaria per andare a trovare i parenti! :D
Cmq, a fine anni 90 JET, la macchina più performante, ha prodotto 16 MW di energia da fusione, raggiungendo il "breakeven", il cosiddetto "punto di pareggio" tra energia immessa nella macchina ed energia ricavata dalla reazione. Tecnicamente il breakeven dimostra la fattibilità della produzione di energia da fusione. Ricordiamoci anche che JET è un esperimento sulla reazione di fusione, non un reattore, e manca del tutto di molte componenti che un reattore anche solo a livello sperimentale avrà. Quindi JET ha fatto molto più del dovuto raggiungendo quel risultato! Una delle obiezioni classiche è "oh ma se io immetto X MW e la macchina me ne ritorna altrettanti a che mi serve??"...ebbene, ripeto, JET non è un reattore, non è stato progettato per produrre energia ma per studiare un nuovo modo di produrla! Quando avremo un reattore sperimentale completo allora sì che si potrà pretendere di immettere X MW e di vederne uscire 10X, 20X, 30X...;)
Oggi siamo sul punto di costruirlo, questo reattore sperimentale: si chiama ITER e il relativo progetto è stato ultimato nel 2001. Da allora, però, sono partiti una serie di problemi a riguardo del sito dove sarebbe stato costruito ITER. In principio erano stati individuati quattro siti, in Canada, Spagna, Francia e Giappone...ora la rosa è ristretta agli ultimi due ma ancora non si vede la fine del tunnel, come si può vedere da queste notizie di appena un mese fa...
http://press.jrc.it/NewsBrief/publisher?language=en&page=1&edition=alertedition&option=ITER
Addirittura è stata utile la superconduttività? Non me lo sarei aspettato. I motivi li posso immaginare (gli enormi magneti per confinare il plasma), come mantenerli in stato di superconduttività no :p
senzasoldi
18-01-2005, 20:55
Ma .. tutti i progetti americani che pensavano di fare implodere un granello di tritio alla volta con potentissimi laser che fine hanno fatto ?
ChristinaAemiliana
18-01-2005, 20:57
Originariamente inviato da Banus
Addirittura è stata utile la superconduttività? Non me lo sarei aspettato. I motivi li posso immaginare (gli enormi magneti per confinare il plasma), come mantenerli in stato di superconduttività no :p
http://www.iter.org/magnets.htm
Saranno raffreddati con elio liquido. Sono un capolavoro di ingegneria...:)
Già per mettere in posa gli enormi avvolgimenti (non dimentichiamoci che i superconduttori sono materiali ceramici, non metalli duttili e facili da piegare e curvare!) è stato necessario ideare una tecnica apposita! :p
ChristinaAemiliana
18-01-2005, 21:02
Originariamente inviato da senzasoldi
Ma .. tutti i progetti americani che pensavano di fare implodere un granello di tritio alla volta con potentissimi laser che fine hanno fatto ?
Quella è la fusione inerziale...utilizza un altro metodo di confinamento. Si preferisce la fusione a confinamento magnetico perché quella inerziale è stata giudicata pericolosa per le applicazioni potenzialmente militari che potevano esserne ricaduta (es. laser di potenza). :)
questa volta però non abbandonare il thread! :nonsifa:
se non mi spieghi bene come faccio a finire di costruire il mio reattore?:boh:
ChristinaAemiliana
18-01-2005, 21:17
:p
Adesso magari riuppo quello sulla fusione (che avevo effettivamente abbandonato :flower: :D) e aggiungo qualcosa sulla fusione inerziale...:)
Lor3nzo76
18-01-2005, 21:32
Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Quella è la fusione inerziale...utilizza un altro metodo di confinamento. Si preferisce la fusione a confinamento magnetico perché quella inerziale è stata giudicata pericolosa per le applicazioni potenzialmente militari che potevano esserne ricaduta (es. laser di potenza). :)
Complimenti, interessantissimo. :cincin:
Lore
Ma quindi per il 2015 avremo il nostro primo reattore a fusione? :)
E poi un'altra cosa: come si hanno i motori alimentati da reazioni di fissione nucleare si possono avere anche quelli alimentati da fusione vero?
Più o meno un po' di cose su questo progetto ITER le sapevo.
La cosa che in assoluto non capisco della fusione nucleare è il motivo per il quale i governi dei paesi più industrializzati non stanno dando fondi enormi per lo sviluppo di tecnologie e perchè nessuna mega-multinazionale private si è gettata nella ricerca e sviluppo e costruzione di centrali a fusioni nucleare...
Tanto per dire.. quanti barili di petrolio compra l'Italia in un anno? se lo stato mettesse 10 euro di tassa su ogni barile per finanziare le ricerche sulla fusione nucleare, non oso immaginare quanti soldi si potrebbero raccogliere e far decollare in tempi brevissimi un progetto che porterà energia gratis per sempre.
Continuo a credere che ci siano sotto interessi economico/politici, anche se non capisco di chi.. ci sono certo interessi di chi i pozzi di petrolio li possiede.. ma noi italiani che di petrolio non abbiamo neanche una goccia??? a mio parere dovremmo investire percentuali consistenti del nostro PIL per arrivare alle centrali a fusione nucleare.
beh gratis propio no, sicuramente il "carburante" x la fusione costerà una barca di soldi, che poi con poco carburante si tiri avanti un fracasso di tempo è un altro discorso!
es. con 1kg di nn so quale carburante lo chiamo cosi xchè nn so come chiamarlo, quanta energia ci fai?
Lucio Virzì
19-01-2005, 06:53
Interessante, thanks. ;)
LuVi
avevevo fatto anche grazie all'aiuto di cristina una mini presentazione in PP sulla fusione (spiega abbastanza cose).
Potete scaricarla: qua (http://thotgorit.altervista.org/immagini/Fusione nucleare.ppt)
(salva con nome)
Ditemi poi cosa ne pensate ;)
ChristinaAemiliana
19-01-2005, 13:33
Originariamente inviato da drakend
Ma quindi per il 2015 avremo il nostro primo reattore a fusione? :)
Beh, avremo, se tutto va bene, il nostro primo reattore sperimentale! :p
Il reattore prototipo, dimostrativo, che potrà cominciare a produrre energia allacciato alla rete, è uno step ulteriore. ;)
E poi un'altra cosa: come si hanno i motori alimentati da reazioni di fissione nucleare si possono avere anche quelli alimentati da fusione vero?
Beh, in linea teorica sì...ma c'è ancora tanta strada da fare per il reattore, facciamo un passo alla volta! :sofico:
ChristinaAemiliana
19-01-2005, 13:36
Originariamente inviato da dupa
Più o meno un po' di cose su questo progetto ITER le sapevo.
La cosa che in assoluto non capisco della fusione nucleare è il motivo per il quale i governi dei paesi più industrializzati non stanno dando fondi enormi per lo sviluppo di tecnologie e perchè nessuna mega-multinazionale private si è gettata nella ricerca e sviluppo e costruzione di centrali a fusioni nucleare...
Tanto per dire.. quanti barili di petrolio compra l'Italia in un anno? se lo stato mettesse 10 euro di tassa su ogni barile per finanziare le ricerche sulla fusione nucleare, non oso immaginare quanti soldi si potrebbero raccogliere e far decollare in tempi brevissimi un progetto che porterà energia gratis per sempre.
Continuo a credere che ci siano sotto interessi economico/politici, anche se non capisco di chi.. ci sono certo interessi di chi i pozzi di petrolio li possiede.. ma noi italiani che di petrolio non abbiamo neanche una goccia??? a mio parere dovremmo investire percentuali consistenti del nostro PIL per arrivare alle centrali a fusione nucleare.
Sono domande complesse e io non sono altro che un tecnico, quindi sono davvero poco qualificata per rispondere. Sarebbe interessante conoscere l'opinione di qualche specialista di politica...:p
Originariamente inviato da khri81
beh gratis propio no, sicuramente il "carburante" x la fusione costerà una barca di soldi, che poi con poco carburante si tiri avanti un fracasso di tempo è un altro discorso!
es. con 1kg di nn so quale carburante lo chiamo cosi xchè nn so come chiamarlo, quanta energia ci fai?
perchè dovrebbe costare una barca di soldi, è ampiamente disponibile in natura... e poi il tutto si basa sulla reazione E = m*c^2, quindi vedi te con pochi chili di materia quanta energia si tira fuori...
ChristinaAemiliana
19-01-2005, 13:53
Originariamente inviato da khri81
beh gratis propio no, sicuramente il "carburante" x la fusione costerà una barca di soldi, che poi con poco carburante si tiri avanti un fracasso di tempo è un altro discorso!
es. con 1kg di nn so quale carburante lo chiamo cosi xchè nn so come chiamarlo, quanta energia ci fai?
Il carburante per la fusione è deuterio (che si estrae dalla comunissima acqua) e litio (che è un metallo leggero abbondantemente disponibile in natura, basti pensare che si usa per fare le batterie ricaricabili). Quindi è un combustibile più che economico...:p
Riguardo alla quantità, una centrale da 1 GWe a carbone (facciamo questo esempio, visto che ultimamente si parla tanto di ritornare al carbone!) consuma circa 3 milioni di tonnellate di carbone all'anno, mentre una centrale a fusione della stessa taglia consumerebbe 1 kg di deuterio e 3-4 tonnellate di litio ogni anno. Vale a dire che la centrale tradizionale movimenta per il solo combustibile 400 vagoni merci al giorno, mentre quella a fusione può venire rifornita da un furgonato leggero all'anno...:)
ChristinaAemiliana
19-01-2005, 13:57
Originariamente inviato da thotgor
avevevo fatto anche grazie all'aiuto di cristina una mini presentazione in PP sulla fusione (spiega abbastanza cose).
Potete scaricarla: qua (http://thotgorit.altervista.org/immagini/Fusione nucleare.ppt)
(salva con nome)
Ditemi poi cosa ne pensate ;)
Disapprovo del tutto l'accostamento della fusione fredda a quella termonucleare, sia a confinamento magnetico che inerziale, vedendole entrambe come un'innovazione rispetto alle centrali tradizionali...è come paragonare il motore diesel common rail al Wankel diesel in quanto a innovazione rispetto al vecchio diesel...:sofico:
Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
...è come paragonare il motore diesel common rail al Wankel diesel...:sofico:
se vuoi ti chiamo Capirossi che avrebbe da obiettare su questa frase :D:asd:
>bYeZ<
Originariamente inviato da dupa
perchè dovrebbe costare una barca di soldi, è ampiamente disponibile in natura... e poi il tutto si basa sulla reazione E = m*c^2, quindi vedi te con pochi chili di materia quanta energia si tira fuori...
Sì però la gran parte dell'energia che si genera non viene dispersa in calore? A quanto mi ricordo già un rendimento del 30% è considerato ottimo no?
Originariamente inviato da drakend
Sì però la gran parte dell'energia che si genera non viene dispersa in calore? A quanto mi ricordo già un rendimento del 30% è considerato ottimo no?
solo un processo termodinamico infinitamente lento può avere rendimenti prossimi a quelli della relativa macchina di Carnot con le sorgenti di calore alle due temperature prefissate...
Per il resto ci si deve accontentare di rendimenti modesti, qualunque sia il tipo di combustibile e reazione utilizzata.
Il problema fondamentale è che fino ad oggi risultava molto costoso mantenere il plasma in condizioni tali da poter scatenare la reazione di fusione controllata e in pratica quindi l'energia prodotta risultava quasi pari a quella consumata.
Come invece viene spiegato dal progetto ITER e da Cristina Emiliana, ora si possono ottenere rendimenti molto superiori
Originariamente inviato da dupa
solo un processo termodinamico infinitamente lento può avere rendimenti prossimi a quelli della relativa macchina di Carnot con le sorgenti di calore alle due temperature prefissate...
Per il resto ci si deve accontentare di rendimenti modesti, qualunque sia il tipo di combustibile e reazione utilizzata.
Il problema fondamentale è che fino ad oggi risultava molto costoso mantenere il plasma in condizioni tali da poter scatenare la reazione di fusione controllata e in pratica quindi l'energia prodotta risultava quasi pari a quella consumata.
Come invece viene spiegato dal progetto ITER e da Cristina Emiliana, ora si possono ottenere rendimenti molto superiori
Mi sono spiegato male: mi riferivo alla quantità di energia persa nella conversione energia termica->energia meccanica.
Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Disapprovo del tutto l'accostamento della fusione fredda a quella termonucleare, sia a confinamento magnetico che inerziale, vedendole entrambe come un'innovazione rispetto alle centrali tradizionali...è come paragonare il motore diesel common rail al Wankel diesel in quanto a innovazione rispetto al vecchio diesel...:sofico:
eh era per scuola. Io l'ho solo messa online. :asd:
ah beh allora lo sfruttamento della fusione in campo aereospaziale è molto lontana ancora! i motori a fusione che si sentono nei film prima che verranno realizzati ci vorranno centinaia di anni! :(
Originariamente inviato da khri81
ah beh allora lo sfruttamento della fusione in campo aereospaziale è molto lontana ancora! i motori a fusione che si sentono nei film prima che verranno realizzati ci vorranno centinaia di anni! :(
non esageriamo. Ma diciamo qualcosa tipo ... 50 anni?
ChristinaAemiliana
19-01-2005, 19:36
Originariamente inviato da drakend
Mi sono spiegato male: mi riferivo alla quantità di energia persa nella conversione energia termica->energia meccanica.
Questo però non ha niente a che vedere, o quasi, con il metodo che si usa per produrre energia termica. ;)
La fusione, così come la fissione del resto, produce energia termica attraverso il frenamento di particelle nella materia. Il materiale dove le particelle frenano si scalda perché queste convertono la loro energia cinetica in energia termica. A quel punto un fluido termovettore asporta il calore e va in turbina per la conversione in energia meccanica e quindi in energia elettrica.
Il problema qui però è alla base della questione, e risiede nel fatto che l'energia termica è assai meno pregiata di quella meccanica: quindi, la conversione avrà cmq un rendimento "basso".
Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Il problema qui però è alla base della questione, e risiede nel fatto che l'energia termica è assai meno pregiata di quella meccanica: quindi, la conversione avrà cmq un rendimento "basso".
Sì certo, hai ragione: però questo non toglie il fatto che la quantità di energia effettivamente usata è meno della metà di quella prodotta, giusto?
Certo la convenienza c'è sempre ed è enorme, dato che questo problema si presenta con tutti i tipi di centrale comunque.
I dati tecnici sono i seguenti:
* Altezza 24 metri
* Larghezza 30 metri
* Temperatura di fusione 150 milioni di gradi Celsius
* Produrrà energia termica fino a una potenza di 500 MW
* Plasma di fusione toroidale con un volume di 800 m3
* Confinamento del plasma mediante campi magnetici di diversi tesla
* Produzione di energia per un tempo consistente
ITER dovrebbe produrre energia in quantità da cinque a dieci volte superiore a quella necessaria per mantenere il plasma a temperatura di fusione, questo superamento della soglia della convenienza energetica del reattore è un obiettivo primario fino ad ora non raggiunto e che prospetta un uso energetico della fusione. Comunque è importante mettere in evidenza che la potenza generata non potrà essere utilizzata per la produzione di energia elettrica.
Il primo plasma dovrebbe essere generato, secondo la tabella di marcia 2006, entro la fine del 2016 e dovrebbe portare le sperimentazioni verso un mantenimento di questo stato per qualche minuto
gli obiettivi dell'ITER sono la realizzazione di un reattore a fusione in grado di produrre più energia di quanta ne venga consumata e in grado di sostenere la fusione nucleare per un tempo superiore ai pochi secondi degli esperimenti analoghi. L'ITER non è progettato per produrre energia elettrica, questo compito è assegnato al progetto successivo chiamato DEMO. DEMO sarà un progetto più grande e costoso dell'ITER dato che per ragioni di efficienza energetica sarà necessario realizzare delle strutture di dimensione maggiore di quelle realizzate per l'ITER.
Gli studi attuali di DEMO sono coordinati dall'EFDA (European Fusion Development Agreement), orgasnismo dell' Unione Europea, e vengono condotti in diverse nazioni europee. Oltre agli studi tecnici su blanket/prima parete (si prevede che questi due componenti vengano integrati in un'unica struttura) e sul divertore sono in corso studi economici sul migliore utilizzo dell'energia di reazione e sulla migliore taglia dell'impianto. Infine sono in corso studi socioeconomici per affrontare il problema di insediare l'impianto senza suscitare l'opposizione della popolazione locale a questa nuova tecnologia.
È previsto di provare in ITER modelli dei blanket refrigerati ad He, mentre ci sono forti difficoltà per provare in ITER divertore e prima parete a casua dei problemi di sicurezza collegati alla presenza di gas ad alta temperatura
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ancora devono costruire il prototipo e gia pensano ad un reattore di produzione anche piu' costoso
(speriamo bene :) )
scorpionkkk
18-08-2006, 06:45
mi iscrivo..bellissimo thread :O
Quella è la fusione inerziale...utilizza un altro metodo di confinamento. Si preferisce la fusione a confinamento magnetico perché quella inerziale è stata giudicata pericolosa per le applicazioni potenzialmente militari che potevano esserne ricaduta (es. laser di potenza). :)
già, chissà perché solo gli USA stanno sperimentando in gran parte reattori con questo tipo di confinamento :asd:
c'è anche la Z-machine che sembra interessante
ps: iscritto :asd:
stbarlet
08-01-2007, 00:39
Una cosa mi sfugge sulla fusione. ok confinamento magnetico, il plasma arriva a temperatura fusione, e questa inizia a produrre neutroni o protoni ( a seconda della reazione scelta) che frenandosi trasformano la loro energia cinetica in termica. ma quindi queste particelle riescono a sfuggire al confinamento per arrivare in un materiale "frenante" visto che non credo esista alcun tipo di materiale che regga i milioni di gradi?
Una cosa mi sfugge sulla fusione. ok confinamento magnetico, il plasma arriva a temperatura fusione, e questa inizia a produrre neutroni o protoni ( a seconda della reazione scelta) che frenandosi trasformano la loro energia cinetica in termica. ma quindi queste particelle riescono a sfuggire al confinamento per arrivare in un materiale "frenante" visto che non credo esista alcun tipo di materiale che regga i milioni di gradi?
I neutroni si, perchè non avendo carica, sono insensibili ai campi magnetici... ;) E in ogni caso anche qualche particella carica riesce a sfuggire, data l'altissima temperautra del plasma...
I neutroni si, perchè non avendo carica, sono insensibili ai campi magnetici... ;) E in ogni caso anche qualche particella carica riesce a sfuggire, data l'altissima temperautra del plasma...
E sono proprio queste particelle fuggitive a rendere i rivestimenti del reattore a fusione radioattivi per qualche secolo, giusto?
E sono proprio queste particelle fuggitive a rendere i rivestimenti del reattore a fusione radioattivi per qualche secolo, giusto?
Non proprio. Sono i neutroni ad "attivare" i metalli del rivestimento: un nucleo pesante potrebbe assorbire un neutrone e diventare un isotopo radioattivo dello stesso metallo o subire una trasmutazione in un altro isotopo (anche radioattivo eventualmente) tramite un decadimento beta (ossia un elettrone)
stbarlet
08-01-2007, 15:09
I neutroni si, perchè non avendo carica, sono insensibili ai campi magnetici... ;) E in ogni caso anche qualche particella carica riesce a sfuggire, data l'altissima temperautra del plasma...
quindi nel caso in cui la reazione producesse protoni anziché neutrono cosa succederebbe?
quindi nel caso in cui la reazione producesse protoni anziché neutrono cosa succederebbe?
Li puoi deviare o confinare con campi magnetici e non danno fastidio a nessuno! O meglio possono rallentare allegramente (emettendo radiazioni da cui si estrae l'energia, mi pare si chiami breemstras qualcosa, sorry, non so il tedesco), e poi li si ricombina con elettroni e si ottiene idrogeno, che magari poi si ricicla...
dopo essermi munito di pala e piccone ho ritrovato questo 3D
ma attualmente in che fase stanno?
hanno iniziato a costruirlo???
dopo essermi munito di pala e piccone ho ritrovato questo 3D
ma attualmente in che fase stanno?
hanno iniziato a costruirlo???
Si, lo stanno costruendo a Cadaranche... dovrebbero finirlo intorno al 2025 mi sembra
Si, lo stanno costruendo a Cadaranche... dovrebbero finirlo intorno al 2025 mi sembra
quindi il progetto dell avere il primo plasma nel 2016 è andato a fasi benedire?
p.s. ci sono foto che fanno vedere lo stato di costruzione?
quindi il progetto dell avere il primo plasma nel 2016 è andato a fasi benedire?
p.s. ci sono foto che fanno vedere lo stato di costruzione?
forse mi sbaglio eh... :D
avevo visto un'immagine che esplicava bene i tempi di costruzione e collaudo, vediamo se la trovo
edit: hai ragione tu, mi sono confuso :D
http://www.iterentreprises.com/sections/iter/projet/planning/planning/downloadFile/photo/Image5.png
dovrebbero terminarlo attorno al 2015
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