Il futuro del nucleare: L'AMPLIFICATORE DI ENERGIA di Rubbia? Spiegato da Simone Baroni.

Esiste un modo per "bruciare" le scorrie nucleari? Bruciare non è il termine corretto, detto ciò esiste un modo per utilizzar...

Esiste un modo per "bruciare" le scorrie nucleari? Bruciare non è il termine corretto, detto ciò esiste un modo per utilizzare le scorie nucleari e questo modo è stato teorizzato dal fisico italiano Rubbia.

Come abbiamo visto in questo blog abbiamo luci e ombre al di sopra di questo fisico, detto ciò sentiamo la spiegazione di Simone Baroni sulla possibilità di utilizzare le scorie nucleari teorizzata da Rubbia.

Trascrizione parziale del video

[parla Simone Baroni] ... nel 1993 Carlo Rubbio il premio Nobel Carlo Rubbia inventò un nuovo tipo direttore nucleare in cui un acceleratore di particelle iniettava particelle, protoni ad altissime energie, dentro nel cuore di un reattore nucleare; è un sistema che è Carlo Rubbia chiamò amplificatore di energia e che oggi è conosciuto più con il nome di Sistema Guidato da Acceleratori o in inglese Accelerator Driven System ed è un sistema che ha tre vantaggi principali.

1. Prima di tutto è un sistema sicuro perché è subcritico, ora vediamo cosa vuol dire. 
2. In secondo luogo è capace di distruggere le scorie radioattive prodotte da reattori affissione tradizionale. 
3. In terzo luogo è capace di utilizzare un tipo di combustibile che ci permetterebbe di fare fissione flessione nucleare per migliaia di anni, invece che solo per decine di anni come avviene per l'uranio; e in più chiaramente trattandosi di fissione nucleare è una fonte di energia che non produce anidride carbonica e quindi ci aiuta a combattere il cambiamento climatico. 

Come funziona l'amplificatore di energia di Carlo Rubbia? Ci sono dei prototipi al mondo? Quali sono i principali ostacoli alla creazione di questi prototipi? [...]

Vediamo come funziona il sistema inventato da Rubbia. All'inizio del processo c'è un acceleratore che accelera protoni. Si iniettano in questo acceleratore atomi di idrogeno, che sono fatti da un protone da un elettrone, l'elettrone venne strappato via si dice, e rimane il protone nudo. I protoni vengono accelerati a velocità prossima a quelle della luce, in termini tecnici vengono accelerati fino a 500 mega elettronvolt o addirittura 1000 elettronvolt cioè 1 giga elettronvolt. 

Questi protoni vengono poi iniettati dentro il reattore nucleare. Come si fa a guidare un protone? Attraverso dei campi elettromagnetici si possono spingere o deviare i protoni in modo che entrino dentro reattore nucleare. Nel centro del relatore nucleare c'è un bersaglio o target inglese. Questo target è fatto di materiali con atomi molto pesanti come piombo, come tungsteno, atomi con molti neutroni e protoni. 

Quando i protoni urtano questi nuclei del bersaglio, i nuclei del bersaglio perdono moltissimi neutroni. Quindi è come se io dessi un colpo un oggetto e questo oggetto dovuto all'urto perda dall'altra parte vari pezzi. È un processo che in inglese si chiama spallelation. 

Quindi protoni urtano i nuclei di piombo per esempio, e questi perdono moltissimi neutroni. Però ogni protone da 1 giga elettronvolt si producono 25 neutroni. Questi neutroni poi urtano le pareti che stanno intorno al bersaglio. 

Queste pareti contengono materiale fissile per esempio, come uranio il quale, fissione, quindi libera energia, come in un reattore tradizionale. 

Ma la bellezza del sistema di Rubbia è che accetta anche altri tipi di combustibile e qui sta uno dei suoi punti di forza. Infatti può accettare non solo uranio arricchito per esempio, ma può accettare anche combustibile esausto da altri reattori a fissione tradizionali. Normalmente in un reattore affissione il combustibile viene immesso una volta, viene utilizzato, si esaurisce. Come si dice e poi viene tolto e stoccato come Score radioattive. 

Queste Score radioattive possono essere introdotte nel sistema di Rubbia, messe intorno al bersaglio e quando i neutroni bombardano queste scorie radioattive trasmutano, si dice, gli atomi delle scorrere radioattive, ovvero li trasformano, in atomi più piccoli, per fissione, che sono meno radioattivi, sono meno pericolosi, hanno una radio tossicità inferiore. 

Quali sono questi elementi possono essere elementi transuranici come plutonio, nettunio, americio, curio, oppure frammenti di fissione come iodio 129, Cesio 137, sono tutti i prodotti di reattore a fissione tradizionali. Una volta usciti da quei reattori le scorie invece di stoccarle da qualche parte si potrebbero immettere in questo sistema inventato la Rubbia e si potrebbero bombardare con neutroni. 

Questo bombardamento le cambia le trasforma in nuclei più piccoli, meno pericolosi, addirittura questo sistema può accettare un altro tipo di combustibile che è il torrio il quale bombardato con neutroni può generare uranio 233, il quale e fissile ovvero può funzionare prendendo un'altra neutrone e quindi liberare energia. Quindi si può ottenere energia dall'uranio dall'uranio 233 generato dal torrio. 

Quindi il sistema di Rubbia genera il proprio combustibile, oppure si può tenere energia addirittura bombardando, fissionando le score radioattive prodotte da rettore a fissione tradizionale tutto intorno al bersaglio e a questa Blanchett si dice, che sta intorno al bersaglio con il combustibile, si trova un liquido di raffreddamento, che può essere per esempio piombo fuso o una lega di piombo bismuto, il piombo fonde a 328 gradi. 

Quindi questo liquido di raffreddamento si trova a più di 328 gradi e permette di asportare l'energia liberata dalla fissione e quindi portarla poi all'esterno del rettore per trasformare l'energia termica ed energia elettrica. 

Alcune concetti di questo sistema inventato da Rubbia furono testati subito dopo la sua invenzione nel 1994 e nel 1997 e hanno dato risultati positivi. 

Un ostacolo che ancora è difficile da superare è la creazione del primo passo di un acceleratore di particelle che possa generare in modo stabile un flusso di protoni di circa 1 giga elettronvolt. Quindi questo l'ostacolo tecnico principale che abbiamo oggi giorno per sviluppare questo tipo di tecnologia. 

Vediamo i tre vantaggi di cui abbiamo parlato prima. 

Partiamo con la sicurezza. Questo sistema è un sistema subcritico e quindi è un sistema sicuro. Cosa vuol dire? In un reattore a fissione nucleare normalmente quello che succede è che una volta che il neutrone bombarda per esempio un nucleo di uranio 235 l'uranio 235 per fissione si rompe in due nuclei più piccoli ma genera altri neutroni i quali possono andare a bombardare altri nuclei di uranio 235 e così via. Se non si fa niente il numero di neutroni aumenta esponenzialmente e la razione può diventare esplosiva. Quindi quello che si deve fare è inserire delle barre di controllo o dei liquidi di controllo che assorbano parte di questi neutroni per tenere sotto controllo il numero dei neutroni totale.

In un sistema subcritico come quello di Rubbia invece cosa succede che il numero di neutroni generati in media dalla fissione del combustibile è troppo piccola per generare una reazione a catena. Quindi se io smetto di iniettare protone sul bersaglio e quindi smetto di creare neutroni per spallation e quindi smetto di bombardare il materiale con neutroni la reazione si spegne. Perché appena io spengo l'acceleratore di particelle per esempio, tutti i neutroni che si trovano vicino al combustibile vengono assorbiti dai vari atomi e quindi la reazione si spegne, non ci sono più neutroni da fissionare.

Per questo è subcritico, perché appena io spengo l'acceleratore, si spegne. Appena lo riaccendo si riaccende. Ma sarà un livello di soglia, per cui appena lo spengo riscende sotto e si spegne da solo. Questo è un grandissimo vantaggio secondo il mio punto di vista di questo sistema inventato da Rubbia per il quale penso che bisogna cercare di svilupparlo al più presto.