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> RUBBIA UN NUCLEARE PULITO E' POSSIBILE, AL TORIO
 
Luca
Inviato il: Giovedì, 01-Gen-2009, 13:07
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da Wikipedia:

Nel campo della fisica nucleare, il rubbiatron è la prima proposta per un reattore ad amplificazione di energia affiancato da una sorgente esterna di protoni (sistema noto in inglese come Energy Amplifier o ADS), necessaria ad alimentare la reazione nucleare nel nucleo del reattore in sé, perché questo ha la caratteristica di essere un reattore subcritico, incapace di sostenere la reazione a catena e dunque di dar luogo ad una reazione incontrollata. Per iniziare la reazione a catena ha bisogno di essere irraggiato da un potente fascio di particelle proveniente da un acceleratore di particelle (sincrotrone), una volta acceso il nucleo del reattore rilascia sufficiente energia termica, successivamente trasformata in energia elettrica che servirà per alimentare l'acceleratore di particelle oltre a fornire un surplus di energia elettrica destinato all'immissione in rete.

Il concetto viene accreditato al nobel Carlo Rubbia, fisico nucleare italiano già direttore del laboratorio internazionale di fisica nucleare europeo CERN. Rubbia ha pubblicato un articolo contenente una progetto base per un reattore nucleare di potenza sostenuto energeticamente da un acceleratore di protoni (ciclotrone) con energia minima del fascio da 800 MeV a 1 GeV, da puntare su un reattore nucleare subcritico, con barre di torio come materiale fissile e piombo liquido come refrigerante e moderatore di neutroni.

L' amplificatore d'energia si serve di un acceleratore a sincrotrone per produrre un fascio di protoni. Questi colpiscono un bersaglio in metallo pesante (come piombo, torio o uranio e danno luogo ad un flusso di neutroni attraverso il processo della spallazione. Inoltre si prospetta la possibilità di aumentare il flusso neutronico attraverso l'uso di un amplificatore di neutroni (un film sottile di materiale fissile che circonda la sorgente di spallazione [1]. Una più ampia trattazione dell'amplificazione di neutroni nei reattori CANDU si trova nel sito [1], anche se il CANDU è un modello di reattore critico, molti dei suoi concetti possono essere applicati ad un sistema sub-critico. I nuclei di torio assorbono neutroni, in questo si dà luogo alla trasmutazione degli elementi e si genera il materiale fissile uranio-233, un isotopo dell'uranio che non si trova in natura. La cascata di neutroni moderati produce la fissione dello U-233, che rilascia energia.

Questo disegno di reattore, è interamente plausibile con la tecnologia disponibile attualmente, dal momento che si dispone del sincrotrone della potenza necessaria e della tecnologia metallurgica ed ingegneristica per gli amplificatori di neutroni ed il reattore a barre di torio, ma richiede ulteriori studi prima che esso possa dichiarato sia pratico che economicamente conveniente



Questo progetto presenta una serie di potenziali vantaggi rispetto ai reattori nucleari a fissione convenzionali:

Il progretto di tipo sottocritico comporta che la reazione nucleare non possa divergere; se qualsiasi parametro si allontanasse dai valori di progetto, la reazione si fermerebbe e il reattore si raffredderebbe. La fusione del nocciolo potrebbe comunque avvenire qualora venga persa la possibilità di raffreddamento del nucleo.
Il Torio è un elemento abbondante in natura, molto più dell'uranio; in questo modo vengono attenuati i problemi di approvvigionamento (strategici e politici), e viene eliminato il costoso e dispendioso, in termini di energia consumata, processo di separazione isotopico. Le riserve di Torio sono sufficienti alla produzione di energia per molte centinaia di anni, ai tassi di consumo attuali.
L'amplificatore di energia produrrebbe pochissimo Plutonio, quindi questo progetto viene ritenuto molto più rispondente ai principi di non proliferazione nucleare rispetto ai reattori nucleari convenzionali (sebbene la questione dell'uso di Uranio-233 come combustibile per armi nucleari debba essere valutata con attenzione).
Esiste la possibilità di utilizzare questo reattore per bruciare plutonio, riducendo le riserve mondiali di questo pericoloso elemento a lunghissimo tempo di dimezzamento.
Vengono prodotti meno rifiuti radioattivi a lungo tempo di dimezzamento; dopo 500 anni, i rifiuti prodotti avranno la stessa attività delle ceneri di carbone.
Non sono richieste alcune innovazioni tecnologiche ulteriori; la tecnologia necessaria per costruire l'amplificatore di energia è già stata dimostrata in laboratorio. La costruzione richiede soltanto una certa ingegnerizzazione, non ricerca fondamentale (al contrario delle proposte collegate alla fusione nucleare).
La produzione di energia potrebbe essere conveniente dal punto di vista economico se si considerano i costi complessivi del ciclo del combustibile nucleare e lo smantellamento e smaltimento delle scorie e struttura.
Il progetto potrebbe funzionare in una scala relativamente piccola, rendendolo più adatto per paesi senza un sistema adeguato di griglia di potenza elettrica.
La sicurezza intrinseca ed il trasporto in sicurezza del combustibile potrebbero rendere la tecnologia più adeguata ai paesi in via di sviluppo oltre che ad aree densamente popolate.

Esiste un insieme di difficoltà tecniche generali.
Ogni reattore avrebbe bisogno di un enorme acceleratore (sincrotrone) per generare i fasci di protoni ad alta energia, che inoltre sono molto costosi.
Non è stato mai costruito un sincrotrone di potenza sufficiente. Nonostante questo, recentemente, è stata completata la Spallation Neutron Source che produce protoni con energia di 1 GeV, destinati ad altri esperimenti.

fonte:
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documento Rubbia ed altri realizzato al CERN nel 1996,

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75 pagine in pdf.

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Infine ricordiamo che la EA(amplificatore di energia) rifiuti radioattivi raggiunge l'attività di ceneri di carbone
dopo circa 500 anni di "cool-down" del tempo. In questi aspetti, il rendimento è EA
paragonabile a quella di fusione magnetica, che tuttavia ha senza dubbio una maggiore costo energetico.
Il principale combustibile per essere usato da EA è il torio naturale, in cui le necessarie 233U isotopo fissile è continuamente allevati. Tuttavia, come sottolineato nella Ref.
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