Alvin Weinberg e il torio come combustibile nucleare, ovvero "burning the rocks and the sea"
Alessandro
Le persone del sito energyfromthorium hanno realizzato una interessante
sintesi video (~ 15 min) di alcune pi� lunghe presentazioni cmq presenti su
youtube
http://www.youtube.com/watch?v=WWUeBSoEnRk
Non posso ovviamente trascrivere la traduzione di tutto il video, ma alcuni
punti sono (credo) molto interessanti
1) Il torio � un elemento naturale presente nel pianeta in quantit�
estremamente elevate e che sfruttato nei reattori nucleari ha incredibili
densit� energetiche, se comparate con i combustibili fossili
2) A differenza dell' uranio, � estremamente improbabile realizzare un
ordigno atomico a partire dal torio o l' uranio 233 - ragion per cui oggi
non eistono testate atomiche all' uranio 233 e le tecnolgie nucleari al
torio furono scartate agli albori dell' era nucleare, a favore di quelle
all' uranio naturale (o arricchito, compreso l' arrichimento dell' uranio) e
al plutonio. Il torio, inoltre, non richiede il processo di arricchimento
3) Con il torio, � possibile creare un ciclo autofertilizzante anche con
neutroni lenti/termici, ci� ha enormi benifici nel consumo di combustibile
(occorre meno di una tonnellata di torio naturale all' anno contro le
200-250 tonn/anno di uranio naturale negli attuali reattori ad acqua per
alimentare una centrale elettrica da un GWe); la produzione di scorie a
lunga vita � proporzionalmente persino inferiore (appena decine di
grammi/anno contro i 350-400 kg/anno per i LWR per la stessa centrale da un
GWe, per cui nessuna necessit� di depositi geologici "eterni" per la
gestione definitiva delle scorie) essendo il torio pi� leggero dell' uranio
(numero di massa 232 vs 238). Il torio, a differnza dell' uranio, non
richiede il processo di arricchimento ed in un ciclo autofertilizzante viene
bruciato per frazioni prossime al 100% contro meno dell' 1% per l' uranio
nei reattori ad acqua.
4) Molto interessante al minuto 4:50 - 5:00 : Alvin Weinberg (Nobel per la
fisica) lo chiamava il "bruciamento delle rocce" - "burning the rocks".
Ovvero, il processo � cos� efficiente che persino le minuscole (ma
complessivamente praticamente illimitate) quantit� di torio ed uranio sempre
presenti nauralmente nelle rocce, per es. il granito, possono essere
tranquillamente sfruttate come combustibile con un ritorno energetico
praticamente illimitato
Scriveva infatti il fisico americano in un suo articolo dal titolo "Energy
as an Ultimate Raw Material, or Burning the Rocks and Burning the Sea,"
1959, Physics Today (vol. 12, no. 11, p. 18) :
" In this essay I speculated on the very long-range future-hundreds, even
thousands, of years in the future. Where will our energy come from at that
distant time when coal, oil, and natural gas have been used up? Solar energy
is one obvious inexhaustible source. Another, if it works, could be
controlled thermonuclear energy based on deuterium from the sea (thus
"Burning the Sea"). My main point, however, was to stress what Phil Morrison
and then Harrison Brown had already noticed: that the residual and all but
infinite uranium and thorium in granite rocks could be burned with an energy
yield larger than the energy required to mine and refine the ore-but only if
breeders, which could burn nearly all the fertile material, are used. I
spoke of "Burning the Rocks": the breeder, no less than controlled fusion,
is an inexhaustible energy system. Up till then we had thought that
breeders, burning 50% instead of 2% of the uranium, extended the energy
derivable from fission "only" 25-fold. But, because the breeder uses its raw
material so efficiently, one can afford to utilize much more expensive-that
is, dilute-ores, and these are practically inexhaustible. The breeder indeed
will allow humankind to "Burn the Rocks" to achieve inexhaustible energy!
"..."Until then I had never quite appreciated the full significance of the
breeder. But now I became obsessed with the idea that humankind's whole
future depended on the breeder. For society generally to achieve and
maintain a living standard of today's developed countries depends on the
availability of a relatively cheap, inexhaustible source of energy. (As I
write these words, I realize that until recently I tended to dismiss solar
energy as too expensive, and fusion as probably infeasible. I really don't
know whether this will always be the case.) "
5) Per ottenere le massime prestazioni dal torio, � necessario concepire un
reattore (come � stato realizzato nei due prototipi ARE e MSRE) in cui il
combustibile sia allo stato liquido (e non solido), sottoforma di floruri ad
alta temperatura e pressione atmosferica, in maniera tale che i prodotti
radioattivi possano essere continuamente trattati e separati, per es. i
"veleni" neutronici come lo Xenon o che il Proattinio 233 decada
tranquillamente in uranio 233 fissile
6) Il reattore cos� concepito possiede inoltre caratteristiche uniche di
sicurezza rispetto ai reattori tradizionali - un incidente di gravi
proporzioni � qui fisicamente impossibile, compreso il potenziale incidente
per perdita del refrigerante/combustibile o di flusso/potenza; neanche un
attacco terroristico o un delibearato sabotaggio possono portare ad un
rilascio di radioattivit�
Dakeyras
eventualmente, ci sta lavorando?
Un professore di energetica ha accennato al torio come combustibile per
reattori di IV generazione, che hanno tutti caratteristiche fantastiche
ma non esistono progetti che abbiano superato lo stadio cartaceo.
Alessandro
"Dakeyras" <dakeyras....@yahoo.it> ha scritto nel messaggio
news:i1dPm.44775$813....@tornado.fastwebnet.it...
In realt� di reattori, anche di discreta potenza, che abbiano usato il torio
come combustibile ce ne sono stati diversi, poi sono stati pi� che altro
motivi politici a preferire le tecnologie all' uranio (principalmente per le
sue applicazioni militari, inutile dire che oggi abbiamo altre priorit�). Su
wikipedia c'� una utile lista, in particolare quello di Shippingport � stato
un reattore ad acqua appositamente convertito e che ha dimostrato l'
autofertilizzazione nel ciclo Th/U-233, ovvero il reattore ha prodotto (un
poco di) pi� uranio fissile di quello consumato
http://en.wikipedia.org/wiki/Thorium_fuel_cycle
http://www.atomicinsights.com/oct95/LWBR_oct95.html
Per cui, anche se il torio ha diverse propriet� particolarmente utili ed
interessanti (proliferazione, scorie, disponibilit�, sicurezza) - tra cui,
come sosteneva Weinberg, l' interessante fatto di poter "bruciare le
rocce" - esso non ha cmq niente di profondamente diverso rispetto all'
uranio come combustibile nucleare affinch� (come oggi avviene per l' uranio)
possa essere usato anche nei reattori di tecnologia attuale (come a
Shippingport). Tuttavia, in reattori a combustibile fluido come i citati
prototipi ARE e MSRE, a suo tempo gi� testati con successo, e che pure sono
stati alimentati dall' uranio 233 prodotto dal torio, queste positive
caratteristiche del torio verrebbero drasticamente amplificate