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Con-Fusione Nucleare


PietroGE
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La notizia che gli USA hanno fatto progressi nella fusione nucleare detta inerziale perché provocata da implosione della pastiglia di combustibile per mezzo di impulsi laser, ha scatenato una valanga di articoli che promettono mari, monti e la Luna nel pozzo. In realtà le cose sono molto più complicate di come vengono descritte e l'uso commerciale della fusione nucleare è ancora molto distante nel tempo. Come fa notare giustamente il commentatore su YouTube il rendimento energetico totale, cioè quanta energia si è prodotta con la fusione nucleare rispetto a quanta, IN TOTALE, è stata impiegata per produrlo, è di circa 1%. È presto, quindi, per stappare lo champagne.

https://www.youtube.com/watch?v=o6pGC2uxeBs  

Fusione nucleare al Lawrence Livermore Lab: è davvero una svolta storica?

Ci sono poi grossi problemi nella produzione e gestione gestione del Trizio che insieme al Deuterio costituisce la miscela combustibile. Come rivela questa analisi : https://www.youtube.com/watch?v=VHZMW0AmAKw

The Shocking Problem That Could End Nuclear Fusion

Perché allora si continua a spendere miliardi per un progetto di così difficile realizzazione?  Alcuni punti :

  • Il confinamento inerziale del plasma offre il vantaggio che il plasma a milioni di gradi non interagisce con le pareti del contenitore come nel confinamento magnetico. Lo svantaggio però è che non funziona in modo continuo. Questo metodo è in realtà impiegato per scopi militari perché gli ordigni termonucleari funzionano proprio così. Studiando questo tipo di confinamento si possono costruire bombe H sempre più piccole e sempre più potenti.
  • Il combustibile Deuterio- Trizio non è adatto per produrre energia a livello commerciale. Servirebbe un combustibile con una reazione aneutronica, cioè senza produzione di neutroni, in modo da generare particelle cariche elettricamente e quindi trasformare il dispositivo in un generatore di corrente. Inutile dire che la cosa è molto più difficile da realizzare. Vedere ad esempio https://en.wikipedia.org/wiki/Aneutronic_fusion#Boron dove i reagenti sono protoni e nuclei di Boro.
  • Il realtà quello che non si dice è che tutti questi progetti, tipo quello costosissimo ITER, servono solo a studiare le proprietà del plasma nelle condizioni vicine all'innesco della reazione. Per il resto occorre aspettare anni, se non decenni.

Bertozzi e Arian Van Heisen hanno apprezzato
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refrattario
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L ' efficienza di una centrale termoelettrica può raggiungere poco più del 50% dell' energia chimica consumata, il resto si dissipa come calore nell'ambiente.

L'efficienza di una centrale nucleare non raggiunge il 40%, per motivi chiaramente di sicurezza.

Entrambe le centrali usano l'espansione del vapore acqueo come forza lavoro per movimentare le turbine elettriche.

16 anni per raggiungere un efficienza teorica del  1% , per raggiungere almeno un 40% di efficienza pratica quanti anni ci vogliono ancora?

 


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PietroGE
Famed Member
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...quanti anni ci vogliono ancora?

Ti dirò, io sono sempre stato scettico sulla fusione nucleare non perché non ritengo sia possibile, è possibilissima come dimostrano le bombe termonucleari, ma perché le difficoltà tecniche mi sembravano insormontabili. E poi come ho detto prima c'è il problema del combustibile Trizio (vedere il link sopra). La fusione con i neutroni come portatori di energia mi sembra ancora oggi impraticabile per tutta una serie di motivi. La fusione aneutronica (link sopra) mi sembra l'unica capace di avere un futuro come applicazione commerciale. Ora però si comincia a vedere una luce in fondo al tunnel, e non è il solito treno che ci viene incontro. Il problema del confinamento del plasma è sempre stato la formazione di inomogeneità capaci di dissipare l'energia che gli viene pompata dentro dai campi magnetici. Il problema è equivalente alla formazione di caos in sistemi deterministici. Ultimamente con l'applicazione dell'Intelligenza Artificiale si è riusciti a dominare la formazione di caos e l'applicazione al confinamento del plasma è il prossimo gradino di ricerca. Vedere ad esempio l'articolo : https://physics.aps.org/articles/v15/154  

Un meccanismo per prevenire le instabilità distruttive nei plasmi confinati magneticamente offre agli scienziati un nuovo modo di far funzionare i futuri reattori a fusione nucleare.

Oppure questo abstract : https://www.nature.com/articles/s41586-021-04301-9

 In questo lavoro, introduciamo un'architettura precedentemente non descritta per la progettazione di controller magnetici tokamak che impara autonomamente a comandare l'intero set di bobine di controllo. Questa architettura soddisfa gli obiettivi di controllo specificati ad alto livello, soddisfacendo allo stesso tempo i vincoli fisici e operativi. 


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refrattario
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Registrato: 2 anni fa
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C'è una bella differenza tra fissione e fusione nucleare.

La prima si alimenta da sola, la seconda richiede un sacco di energia per avviarsi e mantenersi.

In quest'ultima non riesco a capire come si possa arrivare a fattore Q sufficiente per essere commercialmente positivo.

I conti non tornano.

https://www.youtube.com/watch?v=VQpn_Xl74yA

Questo post è stato modificato 1 anno fa da refrattario

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