Allora cominciamo. Per fare un reattore nucleare di tipo convenzionale ci vogliono essenzialmente uranio235, neutroni, e acqua. Quello che ci vuole e' abbastanza uranio (una quantita' > massa critica), neutroni lenti per spezzare i nuclei di uranio e liberare energia, e acqua per asportare il calore e rallentare i neutroni. Ogni volta che l'atomo di uranio si spezza, libera altri neutroni che a loro volta spezzano altri nuclei di uranio. Se ci sono abbastanza atomi di uranio la reazione si autosostiene.
Non tutti i neutroni vanno bene per spezzare l'uranio. Quelli lenti sono molto meglio di quelli veloci. Se i neutroni sono lenti, il tempo che il neutrone passa vicino all'atomo di uranio e' molto alto , e quindi anche la probabilita' di fare una reazione(cross section) risultera' alta. Quello che si fa' per rallentare i neutroni e' aggiungere acqua. La collisione fra neutroni e molecole d'acqua, rallentera' la velocita'del neutrone. In tutti i reattori nucleari occidentali, se non c'e' acqua, ad esempio per qualche incidente, allora i neutroni non rallentano e non spezzano gli atomi di uranio. Ne consegue che il reattore si spegne automaticamente.
Ora veniamo al mio sogno. Quello che avevo sognato era essenzialmente un circuito chiuso,come un canale d'acqua, e una pompa per spingere l'acqua nel circuito. A un certo punto del circuito chiuso, c'e un filtro, tipo membrana(come quelle per pulire l'acqua nei desalinatori), che trattiene atomi pesanti e lascia passare l'acqua. Prima del filtro, c'e un omino o un robot(robot fa piu' figo) che rilascia nel canale, riempito d'acqua, sali di uranio. La distanza omino-filtro deve essere tale da permettere un buon mixing acqua-sali d'uranio. I sali spinti dall'acqua arrivano sul filtro e si fissano sul filtro, belli intrappolati. Quando abbastanza uranio (>massa critica)si e' accumulato sul filtro allora la reazione nucleare super va-va-vuma parte. L'acqua che passa attraverso il filtro rallenta i neutroni e asporta il calore. Per spegnere il reattore, basta fermare la pompa del circuito, che regola l'afflusso di uranio e acqua sul filtro.
Nel mio sogno, era a capo di questo team di cervelloni super nerd per costruire questo nuovo tipo di reattore. Dopo aver trovato un filtro adatto per l'uranio, ho accesso la pompa e cominciato a spargere a mano i sali di uranio. A quel punto li' qualcosa di strano, tipo disastro nucleare, deve essere successo e mi sono svegliato che ancora pensavo al reattore nucleare di mia invenzione.
2 commenti:
Qui ci vuole un commento!
Non voglio che fra vent'anni, quando tutti i reattori funzioneranno sul tuo principio, mi si possa venire a dire "tu sapevi e non ti sei accorto della rivoluzione"...
Parliamo tecnico, facciamo dei commenti costruttivi:
La massa critica credo dipenda dalla geometria del nocciolo e nel tuo caso mi sembra ci siano buone probabilità di un'accumulazione "a lamina" sul filtro. Ora, la lamina mi sembra una geometria molto poco efficace per autosostenere la reazione. Credo che conti troppo sui neutroni di trasporto, my friend, occhio alle delusioni!
E poi, non vogliamo parlare dell'intasamento? Un'accumulazione casuale di questo tipo potrebbe creare problemi per la gestione dell'area minima necessaria al passaggio dell'acqua per l'asporto del calore, i sali sono facili da aggiungere ma non da togliere, ce ne accorgiamo spesso cuocendo la pasta.
Mi piace molto il concetto di reattore a caffettiera (francese o americana): una volta che il nocciolo è esausto, si accartoccia il filtro e lo si butta dai cinesi!
Grazie per il bell'esempio di elasticità mentale Ste,
Paolo
paolo, hai ragione su tutti punti. il controllo di un reattore del genere è molto complicato.
ci sono poi altre difficolta' a cui non avevo pensato:
- col sistema proposto, si rilasciano in acqua tutte le scorie super radioattive. quindi si muore dopo pochissimo. Invece del filtro, bisognerebbe mettere una griglia in metallo e avvolgere l'uranio in biglie di acciaio(i tedeschi metteno l'uranio in grafite). poi si buttano le biglie in acqua, che si fermano sulla griglia.
- le temperature raggiunte dalla reazione nucleare sono molte piu' alte di quelle raggiunte col bruciamento di combustibili convenzionali. un diverso ciclo termodinamico, tipo con raffreddamento a gas, potrebbe essere molto piu' efficiente.
cio' nonostante sarebbe interessante, fare un paio di calcoli, per vedere se puo' funzionare.
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