Quale sarà l energia del futuro?

[Grifo]

Non volevo fare un discorso complicato e quindi ho lasciato solo sottinteso che dovessero essere superconduttori a temperatura ambiente o più alta, cioè roba ancora da scoprire ammesso che sia realizzabile.

Comunque in teoria se si riuscisse a fare il vuoto tra il superconduttore e il plasma, cioè togliere l'aria in mezzo, la temperatura del plasma non si trasmetterebbe. O meglio si trasmetterebbe solo una frazione di energia radiante, come i raggi del sole.

Facevo un esempio. Comunque l'energia irraggiata va con la quarta potenza della temperatura, passa tranquillamente nel vuoto.
C'è bisogno di uno schermo fra il filo di plasma e i magneti superconduttori, schermo che servirà proprio per portare via il calore.

Insomma, "si potrà fare", quando l'uomo ha l'idea poi prima o poi l'idea diventa realizzabile (basta pensare al volo, ai viaggi spaziali).
E' il percorso che spesso è lungo e faticoso, soprattutto va avanti a passi successivi.

[Zefram_Cochrane]

in ogni caso non in italia visto che dalle parti di torino l' hanno rifiutata dicendo che portava chissà quali scorie e dicendo che è un progetto vecchio(!!!)che bravi che siamo noi italiani....continueremo ancora a dire di no a ogni cosa?ahaha

la fusione nucleare non porta scorie a lungo decadimento, a differenza della fissione....il progetto è vero è stato concepito alla fine degli anni 70, ma è ancora uno dei progetti più innovativi esistenti ad oggi, pensa che è stato concepito da un esperto di fama mondiale di fisica dei plasmi

[Ronnie]

Uno, cento, centomila reattori sono inutili. Di qualsiasi dimensione. Occorre -prima- una macchina che dimostri che una struttura qualsiasi costruita dall'uomo può resistere a qualche anno di irraggiamenti di neutroni analoghi a quelli che dovrebbe reggere in quel reattore.

Per tale motivo è in costruzione con la collaborazione dell'INFN la macchina IFMIF. Tale macchina è ancora in alto mare essa stessa. Solo se essa porterà a una raccolta dati sufficiente e solo se su tali dati si riuscirà a sintetizzare dei materiali in grado di resistere dove i materiali conosciuti dall'uomo ad oggi non sono capaci di andare potrà essere costruita una centrale a fusione.

Diversamente potremo costruire un reattore a fusione, che durerà un annetto e poi avrà l'aspetto di un formaggio da groviera o di un mobile tarlato (potenzialmente potrebbe persino uccidere chi ci si avvicinasse dopo, visto che si attiverebbe in modo drammatico, dunque nemmeno sarebbe riparabile) .

per chi volesse approfondire

Fusion materials science: overview of challenges and recent progress
Steven J. Zinkle
Metals and Ceramics Division,
Oak Ridge National Laboratory,

[dDuck]

Uno, cento, centomila reattori sono inutili. Di qualsiasi dimensione. Occorre -prima- una macchina che dimostri che una struttura qualsiasi costruita dall'uomo può resistere a qualche anno di irraggiamenti di neutroni analoghi a quelli che dovrebbe reggere in quel reattore.

Per tale motivo è in costruzione con la collaborazione dell'INFN la macchina IFMIF. Tale macchina è ancora in alto mare essa stessa. Solo se essa porterà a una raccolta dati sufficiente e solo se su tali dati si riuscirà a sintetizzare dei materiali in grado di resistere dove i materiali conosciuti dall'uomo ad oggi non sono capaci di andare potrà essere costruita una centrale a fusione.

Diversamente potremo costruire un reattore a fusione, che durerà un annetto e poi avrà l'aspetto di un formaggio da groviera o di un mobile tarlato (potenzialmente potrebbe persino uccidere chi ci si avvicinasse dopo, visto che si attiverebbe in modo drammatico, dunque nemmeno sarebbe riparabile) .

Ronnie, scusa focalizziamo

il problema è l'emissione di neutroni.

dueuterio + trizio = elio + 3 neutroni, ?

a memoria non ricordo


............... e idrogeno + idrogeno = elio ?

servono pressioni e temperature troppo alte ?

[Ronnie]

Il problema è che una fusione come segue (quella che si userà nei reattori, dato che è quella che richiede meno temperatura, ed ogni altra sarebbe proibitiva per le attuali conoscenze umane) contiene il termine evidenziato in rosso D + T → 4He (3.5 MeV) + n (14.1 MeV)

Questo significa "dentro alla macchina c'è un flusso di neutroni ad alta energia". Tale flusso non va solo sulle strutture ma anche sull'elio prodotto e sugli isotopi di idrogeno oggetto di fusione. Un neutrone, essendo tale, non è schermabile altro che da una struttura atomica contro cui vada a sbattere e perda energia. Per struttura solida si intende un nucleo atomico, che in un metallo è legato ad altri nuclei in molecole tramite i suoi elettroni. Il fatto che tale neutrone impatti contro questo nucleo significa poi che quel nucleo avrà rispetto all'origine una probabilità n+1 di spostarsi da dove è. Questo vuol dire che avrà una probabilità n+1 di cambiare la natura chimica della molecola di cui fa parte e dunque le proprietà fisiche della lega metallica che compone. Questa probabilità si misura in "DPA" displacement-per-atom e segue la seguente proporzione:

Reattore a fissione dell'U235: 1 DPA (anch'essa produce neutroni)
Reattore a fusione D-T: > 100 DPA

Lo spostamento di atomi determina la formazione di vuoti, la deformazione per allargamento, storcimento, incurvatura, flessione, delle strutture. Per di più, le reazioni dei gas coinvolti al flusso (un certo DPA colpisce anche loro) portano loro atomi a finire dentro le bolle apertesi nel metallo ferito dai neutroni. L'incapsulamento dei gas altera ulteriormente le strutture.

In conclusione, non si parla di spostamenti minimi. Si dubita, ad oggi, di riuscire ad impedire che la struttura cambi più del 10%. Lo si considera un obbiettivo.

Per capire cosa vuol dire: immaginate la carrozzeria nuova della vostra macchina spostarsi su se stessa come un magma vivo nel 10% della sua superfice ed assumere forme inconsuete. Probabilmente cambiereste carrozzeria, di sicuro essa non vi piacerebbe più.

C'è di più: la deformazione, essendo endogena, nasce da cambiamenti nella lega del metallo. Questi cambiamenti, statisticamente, la rendono meno e non più resistente. Diviene fragile. Si avvicina al vetro, come comportamenti. Si frantuma. Un incidente con la vostra macchina passata in un reattore ITER significherebbe la distruzione della vostra macchina.

Finito? No. C'è di peggio. Non potreste ripararla, neppure isolando spettrometricamente le parti mutate del metallo e cambiandole con tagli e rifusioni ad ok. La struttura della vostra macchina diverrebbe pesantemente radioattiva, dovreste far fare l'operazione a un robot.

questo, dovrebbe indurre a far riflettere chi -non avendo una idea neppure remota di quali scempiaggini dice- presenta la fusione nucleare come una cosa "a portata di mano" del tipo "non perdiamo tempo a sostituire le fossili con altre cose, tanto fra un po' arriverà la fusione".

E' giusto sperare, è giusto credere che l'uomo supererà anche questi ostacoli. E' sacrosanto. Nel frattempo, non ci sono alibi per usare le tecnologie già sviluppate in sessanta anni per risolvere problemi che nel 1930 a Enrico Fermi sembravano simili, e sviluppare una produzione da energia nucleare di fissione degna di questo nome.

Almeno in questo disgraziato paese, che tra le sue fortune ha avuto quella di aver fatto nascere, l'energia del futuro. Quella vera, quella del futuro dei vostri figli, non quella fra due secoli.

[greg90]

la fusione nucleare non porta scorie a lungo decadimento, a differenza della fissione....il progetto è vero è stato concepito alla fine degli anni 70, ma è ancora uno dei progetti più innovativi esistenti ad oggi, pensa che è stato concepito da un esperto di fama mondiale di fisica dei plasmi

ah ma io lo sò eh! ma la gente del posto si è lasciata ingannare dalle paure che aveva del nucleare ed evidentemente ha confuso fissione e fusione....e appunto hanno fatto una raccolta firme per bloccare il progetto....e queste sono cose che fanno arrabbiare proprio perchè anche io come te sapevo che è uno dei progetti più innovativi.....e sarebbe stato meglio farla in italia.......

[Ronnie]

Se prima non mi sono spiegato abbastanza bene, Dduck, il problema non è solo realizzare la fusione, ma è farlo in una macchina che sopravviva alla cosa.

La dose di un DPA si raggiunge in un mese in un reattore tipo ITER. In pochi anni si arriva a 100 DPA (ma si va pure oltre). Arrivare a espandersi meno del 10% durante l'arco di operazioni del reattore (si formano dei vuoti, quindi aumenta la dimensione e scende la densità) sotto una dose di 100 DPA vuol dire che il 99.9% degli spostamenti di atomi che rimangano stabili fra quelli che continuamente avvengono (i.e. che siano veri spostamenti e non vedano il nucleo tornare al suo posto subito) devono riuscire a ricombinarsi nell'ordine normale del reticolo della lega in questione, i.e. tale reticolo deve essere da progetto sufficientemente flessibile da sopportarlo.

La difficoltà di tale sfida è IMMENSA.

Il problema poi è che più è elevata la temperatura più si eleva il numero di DPA stabili, quindi gli elementi strutturali del reattore reggerebbero a lungo ma quelli non strutturali e più vicini al plasma durerebbero pochissimo. Il reattore avrebbe una enorme produzione di scorie a breve termine (breve inteso come 500 anni, per dire) derivanti dagli scambiatori di calore interni, che per di più andrebbero sostituiti automaticamente oltre una certa soglia, pena lo scoppiare dentro al reattore toccando il plasma e danneggiando la macchina.

I superconduttori non servono a nulla a questo fine, non ricordo chi ne parlava, semplicemente perchè i neutroni essendo appunto dalla parola "neutri" se ne fregano ampiamente dei campi magnetici, e proseguono sulla loro strada finchè beccano un nucleo.

E attenzione: se non lo beccano ammazzano gli operai, dunque la schermatura di queste macchine dovrebbe essere immensa, con costi per costruirla notevoli.

[dDuck]

Il problema è che una fusione come segue (quella che si userà nei reattori, dato che è quella che richiede meno temperatura, ed ogni altra sarebbe proibitiva per le attuali conoscenze umane) contiene il termine evidenziato in rosso D + T → 4He (3.5 MeV) + n (14.1 MeV)

Ok ronnie, ogni altra è proibitiva !!!

Questo significa "dentro alla macchina c'è un flusso di neutroni ad alta energia". Tale flusso non va solo sulle strutture ma anche sull'elio prodotto e sugli isotopi di idrogeno oggetto di fusione. Un neutrone, essendo tale, non è schermabile altro che da una struttura atomica contro cui vada a sbattere e perda energia.

OK altra cosa che mi chiedevo

Per struttura solida si intende un nucleo atomico, che in un metallo è legato ad altri nuclei in molecole tramite i suoi elettroni.

un reticolo atomico metallico

Il fatto che tale neutrone impatti contro questo nucleo significa poi che quel nucleo avrà rispetto all'origine una probabilità n+1 di spostarsi da dove è. Questo vuol dire che avrà una probabilità n+1 di cambiare la natura chimica della molecola di cui fa parte e dunque le proprietà fisiche della lega metallica che compone. Questa probabilità si misura in "DPA" displacement-per-atom e segue la seguente proporzione:

Reattore a fissione dell'U235: 1 DPA (anch'essa produce neutroni)
Reattore a fusione D-T: > 100 DPA

OK un casino

Lo spostamento di atomi determina la formazione di vuoti, la deformazione per allargamento, storcimento, incurvatura, flessione, delle strutture. Per di più, le reazioni dei gas coinvolti al flusso (un certo DPA colpisce anche loro) portano loro atomi a finire dentro le bolle apertesi nel metallo ferito dai neutroni. L'incapsulamento dei gas altera ulteriormente le strutture.

In conclusione, non si parla di spostamenti minimi. Si dubita, ad oggi, di riuscire ad impedire che la struttura cambi più del 10%. Lo si considera un obbiettivo.

finisce per produrre scorie hefico:

Per capire cosa vuol dire: immaginate la carrozzeria nuova della vostra macchina spostarsi su se stessa come un magma vivo nel 10% della sua superfice ed assumere forme inconsuete. Probabilmente cambiereste carrozzeria, di sicuro essa non vi piacerebbe più.

C'è di più: la deformazione, essendo endogena, nasce da cambiamenti nella lega del metallo. Questi cambiamenti, statisticamente, la rendono meno e non più resistente. Diviene fragile. Si avvicina al vetro, come comportamenti. Si frantuma. Un incidente con la vostra macchina passata in un reattore ITER significherebbe la distruzione della vostra macchina.

Finito? No. C'è di peggio. Non potreste ripararla, neppure isolando spettrometricamente le parti mutate del metallo e cambiandole con tagli e rifusioni ad ok. La struttura della vostra macchina diverrebbe pesantemente radioattiva, dovreste far fare l'operazione a un robot.

questo, dovrebbe indurre a far riflettere chi -non avendo una idea neppure remota di quali scempiaggini dice- presenta la fusione nucleare come una cosa "a portata di mano" del tipo "non perdiamo tempo a sostituire le fossili con altre cose, tanto fra un po' arriverà la fusione".

E' giusto sperare, è giusto credere che l'uomo supererà anche questi ostacoli. E' sacrosanto. Nel frattempo, non ci sono alibi per usare le tecnologie già sviluppate in sessanta anni per risolvere problemi che nel 1930 a Enrico Fermi sembravano simili, e sviluppare una produzione da energia nucleare di fissione degna di questo nome.

Almeno in questo disgraziato paese, che tra le sue fortune ha avuto quella di aver fatto nascere, l'energia del futuro. Quella vera, quella del futuro dei vostri figli, non quella fra due secoli.

OK, ogni altro tipo di fusione è fuori portata

servirebbero temperature e pressioni più alte ?

spiegato benissimo .

[Ronnie]

Diciamo che al momento attuale ogni altro tipo lo è. L'energia richiesta per la DT è infatti la più bassa, e se considerate che fatichiamo ad avere un bilancio di pareggio giù con essa, il ragionamento è facile...

[Immanuel]

l'energia del futuro per ancora almeno un secolo sarà il nucleare da fissione

ho scarsa fiducia nella fusione nucleare per i limiti fisici che i reattori di quel tipo stanno mostrando

quanto alle rinnovabili, non costituiranno mai una fonte trainante sul panorama mondiale, intendendo con ciò la prima a generare

Concordo c'è più energia in poche migliaia d'atomi di quanto si possa lontanamente immaginare nelle scale umane.

Il "rinnovabile" non sarà mai alternativa energetica ma solo partner comprimario e secondario.