FUSIONE - L'energia delle stelle

[dsx2586]

Ho letto da qualche parte che sulla Luna sono stati trovati ingenti giacimenti di elio-3, utilizzabile come combustibile nucleare (in una quantità tale che le riserve sarebbero sufficienti per molte migliaia di anni ). Forse per questo gli USA hanno cambiato idea e vorrebbero tornare sulla Luna per costruirvi una base (parola del cespuglio ) e la Cina ha intrapreso un impegnativo programma lunare?

[khri81]

mi è venuta in mente una cosa, ma x far avvenire una reazione nucleare, oltre ad elevate temperature (la temperatura nn è altro che agitazione degli atomi, più è elevata l'energia cinetica degli atomi maggiore è la temperatura a quanto ricordo) nn esiste un altro modo? ossia, mettere un es. assurdo, 2 atomi in un acceleratore e spingerli ad una velocità tale che quando si incrontrano la loro energia cinetica è talmente alta da vincere la repulsione che c'è tra i 2 atomi?


scusate se ho detto cazzate

[Banus]

E' la stessa cosa solo che i prototipi di reattore a fusione lo fanno in massa
Leggi bene i post di Christina: la temperatura non è che una misura dell'energia degli atomi, quindi quando dai energia a un atomo in un acceleratore stai aumentando la "temperatura" (non ha molto senso visto che dovrebbe essere una misura statistica ).

[khri81]

ma allora che differenza c'è tra fusione nucleare calda e quella fredda???

[GioFX]

Originariamente inviato da gpc
Tu prova a passare un po' meno ore a farmi il lavaggio del cervello su ICQ e vedrai che sarò costretto a filtrate molto meno delle tue chiacchere ...

brutti capitalisti, perchè non mi invitate alle vostre sedute spiritiche?

[gpc]

Originariamente inviato da GioFX
brutti capitalisti, perchè non mi invitate alle vostre sedute spiritiche?

Perchè sei comunista e perchè non ti vedo mai su ICQ, sennò sono sicuro che a Jumper piacerebbe fare cose a tre...

[jumpermax]

Originariamente inviato da GioFX
brutti capitalisti, perchè non mi invitate alle vostre sedute spiritiche?

perchè tu in quanto comunista non puoi usare ICQ da quando hanno attivato il filtro anti no-global...

[GioFX]

Originariamente inviato da jumpermax
perchè tu in quanto comunista non puoi usare ICQ da quando hanno attivato il filtro anti no-global...

[GioFX]

Hey, non voglio sapere cosa mi farebbe jumper!!!!

[jumpermax]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Il reforming? Intendi la produzione di idrogeno a partire da vapore e metano? Non sono una grande esperta di chimica ma quello che chiamo reforming è un processo in cui si fanno reagire vapor d'acqua ad alta temperatura (anche 1000 gradi, credo che la reazione sia endotermica) e metano per ottenere anidride carbonica e idrogeno. Il problema è appunto che pensando di produrre idrogeno per questa via per usarlo su larga scala (nei motori per trazione, ad esempio) si quadruplica la quantità di idrocarburi messi in gioco...quindi i motori delle automobili non inquinerebbero più ma il processo produttivo dell'idrogeno lo farebbe 4 volte tanto. Perciò si preferisce pensare alla produzione tramite elettrolisi, che è più costosa ma almeno si "limita" a raddoppiare l'impiego di idrocarburi anziché quadrupicarlo, ovviamente se si pensa di produrre l'energia elettrica che serve per il processo elettrolitico mediante centrali tradizionali. L'alternativa sarebbe non produrre l'energia elettrica così ma impiegando centrali nucleari: l'energia costerebbe meno e non si avrebbero idrocarburi di mezzo. Ovviamente si avrebbero le scorie nucleari, ma in genere il discorso si fa allo scopo di non produrre idrocarburi e di abbattere il costo dell'elettricità, da qui la proposta di usare il nucleare, che in effetti è l'unica ad essere economicamente valida.

Ecco, il nucleare l'ho sempre sentito entrare così nei discorsi...se ci sono altri processi chiamati reforming, ammetto la mia ignoranza ma non me ne è giunta notizia...

No il processo che intendo io sfrutta direttamente l'energia nucleare per il reforming, ne parlavamo qua http://forum.hwupgrade.it/showthread...5&pagenumber=3

riporto il pezzo

http://etd.adm.unipi.it/theses/avai...d/Capitolo3.PDF
[...]
3.2 – Lo steam reforming per via nucleare
Il reattore HTR può anche inoltre può essere utilizzato per produrre idrogeno con la già provata
tecnologia dello steam reforming; con questo processo attualmente viene prodotto il 48%
dell’idrogeno a livello mondiale [3.7], ma con un consumo quasi doppio (rapporto tipico
vapore/metano 2:5, come da fig. 3.8) del metano necessario alla reazione stechiometrica (poiché il
45% viene bruciato nel processo per ottenere le temperature necessarie, [3.8]). Si consideri che per
la sola reazione stechiometrica (in cui una molecola di metano reagisce con due di vapore acqueo
fornendone una di anidride carbonica e quattro di idrogeno) si liberano 7 Kg di CO2 per Kg di H2
prodotto [3.6].
Il reattore HTR, quindi, fornirebbe direttamente il calore necessario alla reazione utilizzando il
metano solo come reagente, con notevoli risparmi in termini di risorse ed emissione di gas serra.
Questo sarà probabilmente fra i primi processi con cui il calore di origine nucleare verrà utilizzato
per produrre idrogeno, essendo questa tecnologia ormai ben conosciuta e collaudata. Questo
processo su scala industriale richiede temperature dell’ordine degli 800 °C1 e pressioni di 2.5 MPa,
con rendimenti variabili dal 50% al 70%. Un impianto sperimentale che dovrebbe dimostrarne la
fattibilità è l’HTTR (High Temperature engineering Test Reactor) della JAERI (Japan Atomic
Energy Research Institute). Si riporta di seguito lo schema dell’impianto (fig. 3.9 e 3.10) e del
reformer (fig. 3.11).

[Spike]

Cri, ma perchè la forza nucleare forte ha effetto solo su scala così ridotta? Da quello che dici non dovrebbe essere un vero campo di forze quello.

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da jumpermax
No il processo che intendo io sfrutta direttamente l'energia nucleare per il reforming, ne parlavamo qua http://forum.hwupgrade.it/showthread...5&pagenumber=3

riporto il pezzo

Uhm, credo di capire...

Però, se ho compreso correttamente i termini della questione, qui si tratta di risparmiare il 50% del metano, ma il restante 50%, quello necessario per la reazione stechiometrica, ovviamente va messo in gioco...e quindi CO e CO2 si formano lo stesso, ma ridotti della metà. Così tutto sommato arriviamo ai livelli dell'elettrolisi...

[Banus]

Originariamente inviato da Spike
Cri, ma perchè la forza nucleare forte ha effetto solo su scala così ridotta? Da quello che dici non dovrebbe essere un vero campo di forze quello.

Io so che l'interazione forte è un residuo dell'interazione superforte che è responsabile dei legami fra quark. In quel senso non dovrebbe essere un vero campo

(ora vado un po' a memoria )
Ha effetto su scala così ridotta perchè il legame è dato dallo scambio di pioni "virtuali" con vita molto breve, e quindi possono essere scambiati solo su distanze molto brevi.

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da Spike
Cri, ma perchè la forza nucleare forte ha effetto solo su scala così ridotta? Da quello che dici non dovrebbe essere un vero campo di forze quello.

Non è una domanda facile, ma provo a rispondere, confidando in aggiunte e correzioni da parte di qualche volenteroso fisico teorico...

Una forza ha raggio d'azione illimitato quando il quanto che la porta ha massa nulla: ad esempio la forza elettromagnetica ha range infinito perché il suo quanto mediatore, il fotone, non ha massa.

Basandosi su questo principio secondo il quale il raggio d'azione è inversamente proporzionale alla massa del mediatore del campo, il fisico Yukawa calcolò che il mediatore di una forza con raggio d'azione così piccolo come quella nucleare forte (che agisce solo su dimensioni dell'ordine di un fermi, 10^(-15) metri, l'ordine di grandezza del nucleo atomico) dovesse essere estremamente massiva, circa 200 volte più pesante dell'elettrone. Dal principio di indeterminazione di Heisenberg poi, che dice che l'energia (quindi la massa, per la relazione di Einstein E=mc^2) caratteristica di una particella moltiplicata per il suo tempo caratteristico deve essere dell'ordine del quanto d'azione (la costante di Planck, circa 6*10^(-34) J*s), si evince che la vita media di questa particella mediatrice della forza forte dev'essere molto breve, dell'ordine di 10^(-8) secondi.

Questa particella alla fine è stata rilevata e chiamata pione, o mesone pi greco. Il pione esiste in tre varietà: pi0, pi+ e pi-. Deve essere così perché la forza forte è scambiata tra protone e protone (o tra neutrone e neutrone), tra protone e neutrone o infine tra neutrone e protone.

Immagina così l'interazione: un protone decade in un neutrone ed emette un mesone pi+; il mesone pi+ viene ricevuto da un neutrone che lo assorbe diventando un protone. Quindi nel nucleo in realtà protoni e neutroni si trasformano continuamente uno nell'altro. Poi può capitare l'interazione inversa, in cui un neutrone emette pi- e diventa un protone e quindi un protone assorbe il pi- e diventa neutrone, oppure pi0 viene emessa da un protone o un neutrone e ricevuta dallo stesso tipo di nucleone che l'ha emessa.

Quindi in definitiva la forza ha range molto limitato perché il quanto mediatore è molto massivo e decade subito. Il potenziale associato alla forza forte si chiama (ovviamente) potenziale di Yukawa e ha questa forma:



Spero che si capisca qualcosa...

[Gyxx]

Originariamente inviato da jumpermax
No il processo che intendo io sfrutta direttamente l'energia nucleare per il reforming, ne parlavamo qua http://forum.hwupgrade.it/showthread...5&pagenumber=3

riporto il pezzo

Dico la mia come mezzo chimico ...

dal tipo di reazione che viene descritta, comunque si produrrebbe ancora co2, che è attualmente considerato uno degli inquinanti + pericolosi ... e l'eenrgia termica sottratta al reattore x la reazione sarebbe cmq potuta esser convertita in energia elettrica tramite le turbine ….. quindi alla fin fine IMHO otterresti solo un processo + raffinato x deidrogenare il metano, ma probabilmente con all’ incirca le stesse energie potresti lavorare in elettrolisi e ottenere sia idrogeno che ossigeno (che industrialmente è abbastanza importante , a giudicare da quanti camion cisterna si vedono viaggiare anche solo in una piccola città come la mia) senza emettere gas serra ….

…. Questo senza contare che il metano và comunque estratto e/o prodotto, cosa certamente + dispendiosa ( IMHO ) di ottenere dell’ acqua da idrolisi …

Inoltre se si usa l’idrolisi si ha il vantaggio addizionale di poter separare i due impianti, cosa non trascurabilissima dato che seppur sicuro il gas idrogeno è comunque un gas detonante da maneggiare con una certa tranquillità … sarò sicuramente ignorante, ma lasciare idrogeno liquido vicino al reattore sicuro che descrive cristina ad occhio potrebbe voler dire proprio renderlo pericoloso …

Ciao

Gyxx

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da Gyxx
Inoltre se si usa l’idrolisi si ha il vantaggio addizionale di poter separare i due impianti, cosa non trascurabilissima dato che seppur sicuro il gas idrogeno è comunque un gas detonante da maneggiare con una certa tranquillità … sarò sicuramente ignorante, ma lasciare idrogeno liquido vicino al reattore sicuro che descrive cristina ad occhio potrebbe voler dire proprio renderlo pericoloso …

Ciao

Gyxx

Hai ragione, non ci avevo pensato!

In effetti, nei reattori abbiamo un sistema che si chiama CVCS (sistema di controllo della chimica e del volume) che tra le altre cose deve monitorare il primario per controllare che l'idrogeno non raggiunga concentrazioni potenzialmente pericolose (l'acqua sotto irraggiamento neutronico si decompone in idrogeno e ossigeno mediante un processo che si chiama radiolisi). Quindi non credo proprio che un impiantista nucleare sarebbe contento di trovarsi dell'idrogeno vicino al reattore...

[jumpermax]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Uhm, credo di capire...

Però, se ho compreso correttamente i termini della questione, qui si tratta di risparmiare il 50% del metano, ma il restante 50%, quello necessario per la reazione stechiometrica, ovviamente va messo in gioco...e quindi CO e CO2 si formano lo stesso, ma ridotti della metà. Così tutto sommato arriviamo ai livelli dell'elettrolisi...

si ma l'elettricità non la ottieni a costo nullo... l'idrolisi è il 75% di qualcos altro... questo sistema porta al 70% l'efficenza complessiva..

[jumpermax]

Originariamente inviato da Gyxx
Dico la mia come mezzo chimico ...

dal tipo di reazione che viene descritta, comunque si produrrebbe ancora co2, che è attualmente considerato uno degli inquinanti + pericolosi ... e l'eenrgia termica sottratta al reattore x la reazione sarebbe cmq potuta esser convertita in energia elettrica tramite le turbine ….. quindi alla fin fine IMHO otterresti solo un processo + raffinato x deidrogenare il metano, ma probabilmente con all’ incirca le stesse energie potresti lavorare in elettrolisi e ottenere sia idrogeno che ossigeno (che industrialmente è abbastanza importante , a giudicare da quanti camion cisterna si vedono viaggiare anche solo in una piccola città come la mia) senza emettere gas serra ….

…. Questo senza contare che il metano và comunque estratto e/o prodotto, cosa certamente + dispendiosa ( IMHO ) di ottenere dell’ acqua da idrolisi …

Inoltre se si usa l’idrolisi si ha il vantaggio addizionale di poter separare i due impianti, cosa non trascurabilissima dato che seppur sicuro il gas idrogeno è comunque un gas detonante da maneggiare con una certa tranquillità … sarò sicuramente ignorante, ma lasciare idrogeno liquido vicino al reattore sicuro che descrive cristina ad occhio potrebbe voler dire proprio renderlo pericoloso …

Ciao

Gyxx

L'idrolisi come ho già detto ha il forte limite di dover usare elettricità. Convertire energia termica in elettricità non si fa certo a costo nullo i rendimenti sono bassi, questo sistema invece consente di mantere alto il rendimento.
Per quanto riguarda il disaccoppiamento degli impianti, restano comunque separati e collegati tra loro attraverso uno scambiatore di calore (nel pdf è spiegato lo schema).

[AleX_ZeTa]

Originariamente inviato da khri81
ma allora che differenza c'è tra fusione nucleare calda e quella fredda???

che nella fusione fredda non c'è alcuna necessita di aumentare l'energia degli ioni di deuterio (la CFR più comune e facile da ottenere è la DD in cella elettrolitica)

il processo di CF è di tipo "quantistico" (passatemi la semplificazione) - cfr. "QED Coherence in matter", Giuliano Preparata, INFN Milano - la fusione calda è "standard".

la fusione fredda avviene in reticolo cristallino, la fusione a caldo avviene nel vuoto.

sul resto della discussione... tutto corretto tranne una cosa che non mi pare sia stata menzionata: i cari Tokamak per ora non funzionano -.-

[FreeMan]

x AleX_ZeTa

hai la sign irregolare

Signature: 3 righe a 1024 solo testo con massimo 3 smiles dell'Hardware Upgrade Forum oppure un'immagine 100 X 50 X 5KB e una riga di testo (non deve andare a capo).

sei pregato di editarla

>bYeZ<