Iter, sarà costruito in Francia

[TXFW]

Grazie 1000 per il quintale di spiegazioni.

Invece per questa specifica frase:

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

Per domande come le tue c'è sempre tempo, e se non c'è, si trova.

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

L'Italia era all'avanguardia per quanto riguarda l'energetica nucleare, era il terzo paese al mondo in quanto a tecnologie e risultati.

Parlando di sviluppi collaterali.... potrei sbagliarmi, ma credo che circa 30 anni fa a Caorso o a Trino (forse entrambi, ma credo Caorso) ci fosse il teleriscaldamento, quando nessuno ne parlava ancora. Fermata la centrale, fermato il teleriscaldamento.

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

Se avessimo continuato lungo quella strada, oso pensare che al posto della Francia oggi ci saremmo noi. Gli usi pacifici dell'energia nucleare sono nati con la pila di fermi, non con l'aggeggio di qualche Monsieur.

E.... hai citato tu il FermiLab. Il nome e' un riconoscimento mica da ridere.

[Banus]

Originariamente inviato da TXFW

E.... hai citato tu il FermiLab. Il nome e' un riconoscimento mica da ridere.

In Italia ci sono impianti per la ricerca di base di tutto rispetto (il laboratorio del Gran Sasso, oppure il rilevatore Virgo ancora in costruzione)... è in altri campiche i finanziamenti languono

[kaioh]

Originariamente inviato da Banus

In Italia ci sono impianti per la ricerca di base di tutto rispetto (il laboratorio del Gran Sasso, oppure il rilevatore Virgo ancora in costruzione)... è in altri campiche i finanziamenti languono

e poi l0antenna per le onde gravitazionali all'INFN di Legnaro-Padova o lun altro progetto per le onde gravitazionali usando però l'interferomntria in costruzione in toscana , i llaboratorio del gran sasso e frascati. Inoltre Alenia spazio ed altri gruppi.

[gtr84]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

Ci sono un paio di thread sulla fusione linkati nel mio topic in rilievo...prova a vedere se l'ho spiegato in quelli. Casomai, se non se ne fosse mai parlato, vdrò di dire due parole.

It is based around a hydrogen plasma torus operating at over 100 million °C,

ecco appunto. Qui dice, in base a quanto ho capito, che l'idrogeno
viene portato a 100 milioni di gradi. Ma non è un pò impossibile?

[maxsona]

Plasma, deuterio, magneti di costrizione ... che è, il motore dell'Enterprice ??

[Banus]

Originariamente inviato da gtr84

ecco appunto. Qui dice, in base a quanto ho capito, che l'idrogeno
viene portato a 100 milioni di gradi. Ma non è un pò impossibile?

Possibilissimo.
1) la quantità di idrogeno è molto bassa (1 g )
2) l'idrogeno viene costantemente tenuto lontano dalle pareti del reattore con campi magnetici, non tanto per non danneggiare il reattore quanto per evitare che si raffreddi subito (bloccando la reazione).

[Johnn]

L'ennesima domanda:

ma la fusione nucleare, come quella che avviene sul sole, produce oltre a energia, anche particelle di vario tipo. Sarebbero pericolose? Come verrebbero "trattate"?

Grazie.

[maxsona]

Però dubito esista un materiale che sopporti quella temperatura

[xpiuma]

Ciao caro Max, per la temperatura il problema sarà risolto nell'unico modo possibile: non far toccare al plasma a 100M° nessuna parte "solida".

Nel reattore un campo elettromagnetico servirà a far "lievitare" il plasma e non farlo disperdere a contatto con qualcosa.

[maxsona]

Originariamente inviato da xpiuma

Ciao caro Max, per la temperatura il problema sarà risolto nell'unico modo possibile: non far toccare al plasma a 100M° nessuna parte "solida".

Si lo sò ... però Banus sosteneva che "l'idrogeno viene costantemente tenuto lontano dalle pareti del reattore con campi magnetici, non tanto per non danneggiare il reattore quanto per evitare che si raffreddi subito (bloccando la reazione)." ... in realtà però è anche per non danneggiare il reattore visto che non esistono materiali che sopportano quella temperatura

[Banus]

Originariamente inviato da maxsona

in realtà però è anche per non danneggiare il reattore visto che non esistono materiali che sopportano quella temperatura

Dovrei chiedere a Christina per essere sicuro, ma difficilmente un microgrammo a 100 milioni di °C farà molti danni nel reattore... forse con il tempo

[xpiuma]

Originariamente inviato da maxsona

Si lo sò ... però Banus sosteneva che "l'idrogeno viene costantemente tenuto lontano dalle pareti del reattore con campi magnetici, non tanto per non danneggiare il reattore quanto per evitare che si raffreddi subito (bloccando la reazione)." ... in realtà però è anche per non danneggiare il reattore visto che non esistono materiali che sopportano quella temperatura

Da quello che so io il problema non sussisterebbe, anche venendo a mancare il campo magnetico di contenimento la minuscola quantità di plama contenuta in quel momento non riuscirebbe a danneggiare il materiale di costruzione, dato che si raffredderebbe di parecchio prima di entrare in contatto con le pareti.

Questo è positivo, dato che, con le informazioni attuali si sa che se il campo venisse meno non ci sarebbero incidenti, ma solo l'interruzione del processo di fusione.


Aspettiamo però l'Ing Nuculare* per le spiegazioni più approfondite.


*=citazione Simpson.


P.S. Cristina, non sapevo che fossi Ing. Nucleare...
Dove hai studiato?

[ChristinaAemiliana]

Mi spiace ragazzi, ha ragione Banus...

In un reattore a fusione è presente non più di un grammo di combustibile molto più rarefatto dell'aria. In tali condizioni non è possibile parlare di danni dovuti all'alta temperatura come comunemente li intendiamo, cioè materiali che fondono e simili. In realtà anche noi parliamo di picchi termici", ma ci riferiamo a qualcosa di profondamente diverso: dopo lo spiegherò.

Questa obiezione sui materiali che non resistono alla temperatura viene sollevata sempre ed è frutto della confusione che notevolmente si fa tra flusso termico e temperatura. Infatti quello che ci fa dire "ahia, scotta!" quando appoggiamo la mano su un metallo caldo, o quando ci arriva uno sbuffo di vapore addosso, è il flusso termico che passa tra noi e il materiale più caldo e non semplicemente la temperatura del vapore o del metallo. La temperatura è una proprietà del corpo, non passa da un corpo all'altro. Il flusso termico invece sì, e dipende dalla differenza di temperatura tra i due corpi ma anche dalla densità dei due. Questo fa sì che un materiale tanto rarefatto come il plasma non potrà mai trasmettere a una parete un flusso termico tale da fonderla.

I picchi termici dati dal plasma, come dicevo, esistono, e sono un problema, ma non hanno niente a che vedere con la fusione di una parete metallica. Dovete immaginare, nei regimi che studiamo, il carico termico come un bombardamento di piccoli e veloci proiettili, che sono le particelle di plasma. Questo bombardamento può usurare i componenti affacciati al plasma e soprattutto scalzarne degli atomi, che vanno a finire nel plasma stesso compromettendone la purezza e spegnendo, se la concentrazione delle impurezze supera certi limiti, la reazione.

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da TXFW

Grazie 1000 per il quintale di spiegazioni.

Invece per questa specifica frase:

Parlando di sviluppi collaterali.... potrei sbagliarmi, ma credo che circa 30 anni fa a Caorso o a Trino (forse entrambi, ma credo Caorso) ci fosse il teleriscaldamento, quando nessuno ne parlava ancora. Fermata la centrale, fermato il teleriscaldamento.

E.... hai citato tu il FermiLab. Il nome e' un riconoscimento mica da ridere.

Vero, per entrambe le considerazioni.

[CONFITEOR]

Storicamente le vie seguite dai ricercatori per creare le condizioni di fusione sono essenzialmente due: “il confinamento magnetico” e il “confinamento inerziale”. In passato sono stati seguiti diversi percorsi d’indagine, che hanno prodotto risultati ed esperienze interessanti, ma il continuo ridimensionamento dei finanziamenti non ha permesso di arrivare a dei veri e propri prototipi dimostrativi.

“Confinamento magnetico”, l’ITER

Oggi la ricerca sulla fusione si concentra essenzialmente su un progetto principale, l’International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER, nel quale uniscono gli sforzi l’Unione Europea, il Canada, il Giappone e la Federazione Russa.

Il progetto risale al 1985. Fu presentato nel contesto dell’incontro al vertice tra Reagan e Gorbaciov in cui fu approvata la costruzione del primo reattore a fusione sperimentale secondo una proposta formulata dallo scienziato russo E.P. Velikhov. Successivamente l’Unione Europea, il Giappone ed in Canada furono invitati ad unirsi in questa impresa che raccoglie le esperienze degli scienziati di una quindicina di paesi nel campo dei plasmi ad alta temperatura e nell’ingegneristica dei reattori.

Il primo progetto, che si riproponeva degli obiettivi davvero ambiziosi, fu completato nel 1997 con un preventivo complessivo di 8 miliardi di dollari. Nel clima politico generalmente deciso a ridurre i bilanci per la ricerca la somma fu giudicata eccessiva e già l’anno successivo gli esperti avevano messo a punto un nuovo progetto di massima nel quale, pur rinunciando ad alcuni obiettivi del progetto, si prospettava di mettere a punto un reattore capace di generare centinaia di megawatt di potenza per un certo tempo, riducendo i costi del 40 o 50 per cento.

Il completamento della nuova progettazione ingegneristica esigeva una proroga, e le parti dovevano rinnovare i loro accordi per tre anni, dal 1998 al 2001, per avere il progetto definitivo da sottoporre all’approvazione per la costruzione.

Negli USA però il Ministero dell’Energia non riuscì ad ottenere lo stanziamento aggiuntivo di 12 milioni di dollari necessario per restare nel progetto ITER. Gli stanziamenti previsti si fermavano al 1998, e l’amministrazione Clinton non volle intervenire presso il Congresso affinché approvasse la proroga.

Gli altri partner dell’ITER dovettero quindi completare la progettazione del prototipo senza gli Stati Uniti sui quali però il Giappone ha continuato a fare pressioni affinché rientrino nel progetto.

Il 3 aprile 2001 la Commissione Atomica Giapponese ha approvato un documento ufficiale della Commissione Speciale dell’ITER dello stesso Giappone in cui si afferma: “Allo stato attuale è difficile stimare con precisione i costi complessivi per la realizzazione dell’energia di fusione. E soprattutto è pressoché impossibile stimare i profitti derivanti dalla realizzazione dell’energia di fusione. Si comprende però che l’investimento nello sviluppo dell’energia di fusione è considerato come una polizza assicurativa che garantisce un maggiore grado di libertà all’umanità nel futuro”.

Il 17 luglio 2001 la International Atomic Energy Agency (IAEA) ha ufficialmente sancito il completamento della progettazione dell’ITER in cui vede “una tappa decisiva nella ricerca per la fusione”. L’IAEA ha notato inoltre che l’ITER “sarà in grado di generare 500 megawatt di potenza di fusione per alcune centinaia di secondi”, e che potrebbe “condurre alla costruzione di un impianto dimostrativo per generare grandi quantità di elettricità”.

A questo punto resta solo da decidere, forse entro la fine del 2002, il paese che ospiterà questo reattore, il cui costo è stato stimato dal direttore del progetto Robert Aymar attorno ai 4 miliardi di dollari e la cui costruzione dovrebbe durare quattro anni.

“Confinamento inerziale”, la macchina-Z

Un metodo alternativo, quello del “confinamento inerziale”, prevede l’innesco di microesplosioni, dello stesso tipo della bomba all’idrogeno, i cui effetti sono contenuti nella camera di reazione. Le microesplosioni sono ripetute in successione, tanto frequentemente da dare un flusso continuo di energia. Il carburante è rappresentato da minuscole pillole, le “pellet”. L’innesco, dovuto ad una forte scarica di energia, deve avvenire tanto rapidamente da provocare le reazioni di fusione nella “pellet” prima che si frantumi in frammenti che volano via per inerzia o che il plasma che si produce possa disperdersi senza dare vita alle reazioni di fusione.

Le condizioni di innesco nella fusione a confinamento inerziale, hanno fatto dei rapidi progressi grazie allo sviluppo dei laser. Inoltre, sul piano politico questo tipo di ricerca gode del favore degli ambienti militari che preferiscono rinunciare ai costosissimi test atomici su scala reale e usare i risultati della ricerca in laboratorio per migliorare questo tipo di arma.

Anche se la parte più importante della ricerca è coperta dal segreto, gli sviluppi del settore sono notevoli. Nel 1978 si calcolava che per l’innesco di una “pellet” grande come un grano di pepe occorresse un laser di 100 Terawatt di potenza (da “somministrare” però solo per una durata inimmaginabilmente breve: 10 nanosecondi). I laser di allora erano ancora lontani da tale potenza. Oggi si calcola invece che la potenza necessaria per l’innesco sia maggiore, 500 Terawatt. Un sistema laser di tale potenza è attualmente in costruzione negli USA presso la National Ignition Facility (NIF).

A ciò si aggiungano i laser di potenza superiore ai 1000 Terawatt, la nuova generazione di laser dell’ultimo decennio. Si tratta dei cosiddetti “Petawatt Laser” (laser nell’ordine del milione di miliardi di watt di potenza). La scarica emessa dai Laser Petawatt è sì potentissima, ma dura solo un centesimo dei 10 Nanosecondi necessari. In ogni caso essi possono essere integrati come “rinforzo” al raggio laser principale ad alta potenza del reattore di fusione.

Una nuova prospettiva, molto promettente, è stata aperta dall’impiego dell’effetto pinch nella fusione a confinamento inerziale. L’idea di fondo è semplice e geniale. Il plasma è composto di particelle cariche negativamente e positivamente ed è quindi possibile farlo attraversare da corrente elettrica. Dato che una corrente elettrica genera un campo magnetico che l’avvolge, il campo magnetico prodotto dal plasma attraversato da corrente avvolge il plasma e lo “strizza”. Questo “strizzamento”, o “pinch”, comporta una maggiore concentrazione del flusso elettrico nel plasma che a sua volta induce un campo magnetico ancora più forte e quindi un “pinch” ancora maggiore, ecc.

All’idea si lavora al “Sandia National Laboratory” negli USA. I ricercatori del centro impiegano un Plasmapinch in una cavità per produrre i raggi X con cui bruciare la pellet. L’energia immessa viene concentrata in energia raggiante, che è almeno tre volte più efficiente dei laser ad alta potenza, un fattore di notevole importanza per le applicazioni economiche del reattore.

Nel laboratorio di Sandia, nel New Mexico, è stata messa a punto una “macchina Z”, capace di generare una scarica che può raggiungere i 20 milioni di Ampere. In tal modo sulla pellet vengono scaricati 290 terawatt di energia. Il pinch che si ottiene con i raggi X si è rivelato particolarmente stabile, tanto che i ricercatori sono convinti che si possa presto raggiungere una scarica della durata di alcuni nanosecondi, quando l’intensità di corrente si porta a 60 milioni di Ampere, ciò che occorre per raggiungere la “ignizione” della Fusione.

All’atto pratico sarebbe già possibile progettare questo esperimento di accensione, il cui costo complessivo è stimato nell’ordine dei 400 milioni di dollari. È meno di quanto possa sembrare: il costo complessivo del salto di generazione dei computer per il fatidico anno 2000 per l’economia americana è stato 250 volte maggiore.

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da gtr84

It is based around a hydrogen plasma torus operating at over 100 million °C,

ecco appunto. Qui dice, in base a quanto ho capito, che l'idrogeno
viene portato a 100 milioni di gradi. Ma non è un pò impossibile?

No, niente affatto...

Il plasma è un gas estremamente rarefatto, quindi devi immaginare la temperatura come un'energia associata alla singola particella...non come calore. Sono due concetti diversi.

Il plasma si riscalda fino a un certo punto per effetto Joule come un normale conduttore, facendogli passare attraverso una corrente. Ma il plasma ha una singolare proprietà: la sua resistività diminuisce al crescere della temperatura. Quindi a un certo punto il riscaldamento ohmico non è più efficiente e occorre proseguire con qualcos'altro.

Questo "altro" si chiama riscaldamento ausiliario. Distinguiamo il riscaldamento per iniezione di neutri e il riscaldamento a radiofrequenza.

[CONFITEOR]

poi c'è anke la fusione fredda...

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da xpiuma

P.S. Cristina, non sapevo che fossi Ing. Nucleare...
Dove hai studiato?

Politecnico di Torino.

[goldorak]

Originariamente inviato da Adalberto

Lo costruiscono a 100 km dal confine Italia Francia. Immagino quanto saranno felici gli abitanti di Marsiglia e dintorni, i liguri e i piemontesi
Deve essere una gran figata avere un sole artificiale a 100-200 km in linea d'aria da casa tua

Il sito di Cadarache (vicino a Aix en Provence) esiste da decenni, e' un enorme installazione al 90% militare con una piccola area dedicata alle ricerche civili.
Un tokamak sperimentale esisteva gia' all'inizio degli anni novanta ( e credo che siano stati i primi ma non sono sicuro a raggiungere il break-even point in una reazione di fusione controllata).

[gtr84]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

No, niente affatto...

Il plasma è un gas estremamente rarefatto, quindi devi immaginare la temperatura come un'energia associata alla singola particella...

Ma quest'energia associata di che tipo è?
il campo di induzione le fa muovere ma gli
atomi di H raggiungono stati più eccitati?


Se ho detto delle cavolate bannatemi