FUSIONE - L'energia delle stelle

[drakend]

Originariamente inviato da AleLinuxBSD

Beh se per te non è un problema che qualcuno possa portarsi alcune bombe a fissione nello zainetto ...
I rischi mi sembrano spaventosamente alti.
Oggi una persona singola può fare fin troppi danni, di gran lunga maggiori a quelli possibili nel medioevo.
Poi possiamo fare finta di non vederli ... pace.
Comunque per me è uguale, fin quando questa idea risulta irrealizzabile o non economica, sono tranquillo.

Ciao Ale

Nota:
In ogni modo prima leggerò il topic, poi farò alcune domande per chiarimenti riguardo la fusione.
Ho già imparato che fare presente i rischi di certe scelte (nel topic fissione) è inutile quindi vedrò se qui otterrò delle risposte adeguate dato che la fusione dovrebbe essere intrinsicamente più sicura della fissione e mi piacerebbe capirne i punti deboli.

Certo che ce ne vuole per augurarsi che un certo sviluppo scientifico non si verifichi giusto per la paura delle possibili applicazioni.
Questo tipo di mentalità anti-innovatrice è molto radicata in Italia ed infatti siamo messi molto male in campo scientifico.

[AleLinuxBSD]

Interessante l'argomento:
Sicurezza intrinseca della fusione
più avanti vedrò di leggere il resto.
Intanto complimenti a te ChristinaAemiliana.
Su alcune argomentazioni non sono d'accordo però sulla fusione forse ci si può trovare d'accordo.

Il topic l'ho letto velocemente ma vorrei un chiarimento sul meccanismo della Fusione inerziale quando si dice che per motivi controllabilità c'è una serie di rilasci in modo da attivare il processo di fusione.
La mia domanda è questo meccanismo, questa serie di rilasci, può essere in qualche modo modificata? Tanto da arrivare ad un esplosione nucleare oppure è impossibile?

Ciao Ale

Nota:
drakend la prenderò sul ridere, definirmi mentalità "anti-innovatrice", quando praticamente mi danno l'anima per la mentalità ottusa italiana (senza nessun risutalto ...) via meglio che sto zitto che è meglio.

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da AleLinuxBSD

Interessante l'argomento:
Sicurezza intrinseca della fusione
più avanti vedrò di leggere il resto.
Intanto complimenti a te ChristinaAemiliana.
Su alcune argomentazioni non sono d'accordo però sulla fusione forse ci si può trovare d'accordo.

Grazie dei complimenti, ma si tratta semplicemente del mio lavoro...mi sono limitata a scriverne qualcosina qui (oltretutto scopiazzando allegramente da una pubblicazione divulgativa che avevamo preparato anni fa), ma già allora per mancanza di tempo alla fine ho dovuto lasciare il thread incompiuto.

Sulla sicurezza intrinseca ho aggiunto un'immagine che avevo postato poco tempo fa in un altro thread.

Originariamente inviato da AleLinuxBSD

Il topic l'ho letto velocemente ma vorrei un chiarimento sul meccanismo della Fusione inerziale quando si dice che per motivi controllabilità c'è una serie di rilasci in modo da attivare il processo di fusione.
La mia domanda è questo meccanismo, questa serie di rilasci, può essere in qualche modo modificata? Tanto da arrivare ad un esplosione nucleare oppure è impossibile?

E' una domanda molto complessa e dare una risposta motivata in poche righe è impossibile. In linea di massima, comunque, è possibile per questa via arrivare a rilasci di energia paragonabili a quelli di una bomba, ma la densità del bersaglio dovrebbe essere inferiore di almeno 3 ordini di grandezza (ossia diminuire di un fattore 1000). Quindi è impossibile ottenere una macroesplosione con il combustibile della fusione inerziale.

[Jarni]

Originariamente inviato da Bounty_

Qui' in questa bellissima discussione che ieri ho letto tutta da qualche parte dicevi
che la produzione di energia avveniva tramite la conversione dell' energia termica
che i neutroni avevano trasferito colpendo le pareti.
In origine l'energia si suddivide tra i 2 prodotti di reazione He e n ?
Tipo E=1/2 * mHe*v^2 + 1/2 * mn*v^2 ?

No, elio e neutrone hanno masse diverse, il neutrone si prende quasi tutta l'energia(mi pare 8000 volte quella che resta all'elio).

Quindi parte dell'energia si perde nell' He che si scalda?
Ok che dopo l'He irraggera' energia termica; ma, viene anche allontanato
senno' raffredda la reazione giusto? Quindi non tutta l'energia che ha l'He
puo' essere sfruttata. Che perdita c'e' +o- tanto per avere un'idea?

L'energia che si pappa He te ne puoi fregare, anzi, migliorerà la reazione perché aiuta a tenere caldo il plasma(se parliamo di tokamak). E poi il confinamento magnetico ha effetti pure sull'He.

In una reazione Deuterio + Deuterio = He che quindi non produce neutroni ed e'
molto piu' difficile da innescare si puo' lo stesso ricavare l'energia che il plasma
caldo irraggia?

Certo, He schizza via come un proiettile... il plasma si scalda da paura, qualche nucleo di He scappa dalla gabbia magnetica e lascia energia termica sulle pareti del contenitore.

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da Jarni

No, elio e neutrone hanno masse diverse, il neutrone si prende quasi tutta l'energia(mi pare 8000 volte quella che resta all'elio).

L'energia si distribuisce in maniera inversamente proporzionale alla massa, quindi dell'energia prodotta 1/4 andrà alla particella alfa (l'elio, in realtà è solo un nucleo di He-4) e 4/5 al neutrone. La particella alfa avrà quindi 1/4 dell'energia del neutrone.

Originariamente inviato da Jarni

L'energia che si pappa He te ne puoi fregare, anzi, migliorerà la reazione perché aiuta a tenere caldo il plasma(se parliamo di tokamak). E poi il confinamento magnetico ha effetti pure sull'He.

Tutto ciò è positivo finché le alfa non si termalizzano, poi il fatto che restino confinate nel plasma diventa un problema perché (1) irraggiano e fanno raffreddare il plasma e (2) diluiscono il combustibile, ragion per cui le alfa (che si chiamano a questo punto ceneri di elio) devono essere drenate dalla regione di bordo.

Originariamente inviato da Jarni

Certo, He schizza via come un proiettile... il plasma si scalda da paura, qualche nucleo di He scappa dalla gabbia magnetica e lascia energia termica sulle pareti del contenitore.

La reazione D-D produce He-3 più un neutrone oppure T più un protone (le due possibilità sono circa equiprobabili). Le energie in gioco sono piuttosto basse (3-4 MeV a confronto dei 18 MeV che competono alle altre due reazioni di fusione). La D-D è la reazione meno promettente delle tre in quanto è più difficile da ottenere della D-T e non risolve il "problema" dei neutroni che attivano i materiali (ce ne sono la metà, sono meno energetici, ma ci sono). L'ideale sarebbe sfruttare la D-He-3 che produce solo protoni, ovviamente escluse piccole quantità di neutroni derivanti dalle fusioni spurie di nuclei di D tra di loro (si può comunque ottimizzare la cosa). I protoni essendo carichi possono essere deviati e incanalati come si vuole e addirittura (ma non chiedetemi i dettagli pratici, quello non è il mio mestiere ) un flusso di protoni può essere trasformato "quasi" direttamente in energia elettrica (in effetti, fisicamente parlando un flusso di portatori di carica elettrica è una corrente elettrica).

[Siddhartha]

stupenda discussione e complimenti a christina per la competenza e la semplicità con la quale spiega argomenti che pensavo non avrei mai compreso!

[AleLinuxBSD]

Altre domande, se il combustibile usato non fosse perfettamente puro, la reazione si accenderebbe ugualmente?
Comporterebbe dei danni al reattore?

Ciao Ale

[Jarni]

Cacchio, ho confuso la massa del neutrone con quella dell'elettrone.

[lowenz]

Originariamente inviato da Jarni

Cacchio, ho confuso la massa del neutrone con quella dell'elettrone.

Uguali eh

[drakend]

Originariamente inviato da AleLinuxBSD

Nota:
drakend la prenderò sul ridere, definirmi mentalità "anti-innovatrice", quando praticamente mi danno l'anima per la mentalità ottusa italiana (senza nessun risutalto ...) via meglio che sto zitto che è meglio.

Beh io non posso sapere quello che pensi e fai nella vita in generale, ovviamente.
Io ho visto che ti auguravi che le reazioni di fissione e fusione non si ridurranno nello spazio necessario per paura dei terroristi. Cioè usavi una giustificazione completamente irrazionale per limitare lo sviluppo scientifico: questo per me vuol dire essere contro l'innovazione. Se poi non è vero meglio così.

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da AleLinuxBSD

Altre domande, se il combustibile usato non fosse perfettamente puro, la reazione si accenderebbe ugualmente?
Comporterebbe dei danni al reattore?

Ciao Ale

Urk, mi ero persa questo post, sorry!

Per quanto riguarda la tua domanda, hai centrato un altro aspetto importante della faccenda!

Semplificando come al solito all'estremo il discorso, come si può facilmente immaginare esiste una concentrazione massima di impurezze ammissibile. Le impurezze essenzialmente sono costituite dalle ceneri di elio (le alfa termalizzate) e dagli atomi di materiale che viene immesso nella camera a seguito del fenomeno dello sputtering (l'emissione di atomi da parte di un bersaglio a causa di un bombardamento di particelle) e devono essere pompate via dal plasma.

[AleLinuxBSD]

Figurati anziché dovrei dire che sei squisita.
Considerando poi che siamo in estate ancora di più.

Dato che la camera del reattore diventa radioattiva con l'uso, esistono degli standard per la sua progettazione che non si limitino a specifiche su carta ma pure in verifiche strumentali prima della sua messa in uso?
In caso di problemi è possibile fare manutenzione al reattore?
Ad es. tramite robot? Oppure non è una cosa praticabile?
L'idea consisterebbe nel poterne permettere un'utilizzo prolungato nel tempo in modo da ridurre la necessità di creare nuovi reattori evitando in tal modo, il più al lungo possibile, il problema dello smaltimento del precedente reattore (che appunto risulta radioattivo).

Beh per adesso mi trattengo, dato che sarei una fonte inesauribile di domande, meglio farle un po' per volta.

Grazie Ale

Nota:
Ok anticipo una curiosità che sicuramente provocherà un'attacco epilettico a certe persone ... beh pace io ho avvertito
Esiste un modo per ridurre, artificialmente, la radiazione radioattiva?
Oppure, date le conoscenze attuali, non è pensabile neanche da un punto di vista teorico?
(Come puoi vedere io non ho timori reverenziali di sorta nel porre le domande - dato che è l'unico modo per imparare - poi non è detto che le conclusioni siano le stesse, dato che ognuno valuta le cose in modo diverso).
In edilizia ad es. ho sentito che è possibile rendere dei materiali pericolosi inerti ...

[lowenz]

Originariamente inviato da AleLinuxBSD

Esiste un modo per ridurre, artificialmente, la radiazione radioattiva?

Esistono le radiazioni non radioattive? FIKO

[AleLinuxBSD]

La radiazione solare non mi pare radioattiva, il calore (radiazione termica), la luce (radiazione luminosa), ecc.

Ale

[gabi.2437]

Originariamente inviato da AleLinuxBSD

La radiazione solare non mi pare radioattiva, il calore (radiazione termica), la luce (radiazione luminosa), ecc.

Ale

Ah no?

Bisogna definire 'radioattivo' mi sa

E' 'radioattivo' qualcosa che emette una radiazione.

Calore e luce sono radiazioni pure loro.

Nel caso di roba nucleare, le 'radiazioni' si suddividono in alfa, beta e gamma.

Di queste 3 le prime 2 non sono onde elettromagnetiche ma particelle, nel primo caso nuclei di elio, nel secondo elettroni che vengono emessi dal nucleo che decade. Il terzo tipo invece lo è e riguarda appunto raggi gamma. (ah, il fatto che un nucleo emette una radiazione nn esclude le altre)


Vabbè tornando alla domanda, nello specifico (della domanda) si ha emissione di radiazioni quando decade un nucleo.

Ora, questo è un evento assolutamente casuale e su cui noi non possiamo intervenire...quindi no, l'unica è aspettare.

[AleLinuxBSD]

Grazie del chiarimento.

Ciao Ale

[CioKKoBaMBuZzo]

anche a me era scappato il 3d

una domanda che riguarda la differenza tra fusione e fissione:
dici che un nucleone libero ha massa maggiore di un nucleone confinato nel nucleo per la faccenda dei legami ecc...
la fusione produce energia perchè l'elio ha energia di legame maggiore di D e T, quindi parte della massa dei nucleoni viene espulsa sotto forma di energia cinetica per creare il legame (spero fin qui sia giusto).
se la fissione funziona in maniera contraria, non dovrebbe ciucciare energia al posto di produrla? ho dei nucleoni confinati nel nucleo: gli fornisco l'energia di legame necessaria per separarli e in teoria quell'energia dovrebbe andare ad accrescere la massa del nucleone libero (dato che quando è libero ha massa maggiore)...quindi cosa mi rimane?

[dsx2586]

La curva dell'energia di legame ha il massimo valore nella zona del ferro: i nuclei di nichel-62 e dil ferro-56 hanno le più alte energie di legame per nucleone e quindi sono i più stabili. Quindi la fusione di due nuclei più leggeri del ferro o del nichel generalmente libera energia, mentre la fusione di nuclei più pesanti del ferro o del nichel assorbe invece energia; vice-versa per il processo inverso, la fissione nucleare.

[CioKKoBaMBuZzo]

mmmm non ho capito bene...
in questa tabella

la situazione per due elementi che si trovano alla stessa y non è la stessa?
cambia il numero di nucleoni, però l'energtia di legame è sempre quella...

[Jarni]

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

mmmm non ho capito bene...
in questa tabella
la situazione per due elementi che si trovano alla stessa y non è la stessa?
cambia il numero di nucleoni, però l'energtia di legame è sempre quella...

Sì, ma cambia lo stato energetico del nucleo che vai a formare se fissioni o fondi.
I nuclei più leggeri di Fe56 non li puoi fissionare perché otterresti nuclei con energia di legame minore, e questa differenza di energia di legame è negativa, perciò non ricavi alcuna energia.
Allo stesso modo, i nuclei più pesanti di Fe56 non li puoi fondere, perché i "reagenti" sono più legati dei "prodotti", perciò ti serve energia aggiuntiva.
In sostanza, a sinistra di Fe56 fondi, a destra fissioni.(e quindi col Fe56 non ci fai niente...)

Ma ora sorge una domanda(che mi fecero all'esame di fisica nucleare): se i nuclei più pesanti di Fe56 non li puoi ottenere spontaneamente con la fusione, chi gli ha dato l'energia necessaria per crearli?

Io lo so, pappappero!!!