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Reattori nucleari a prova di fusione

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Reattori nucleari a prova di fusione

Messaggioda franz il 29/01/2015, 18:15

La rinascita di un design per reattori nucleari a prova di fusione


23.01.2015
La rinascita di un design per reattori nucleari a prova di fusione
Un nuovo modello di reattore a sali fusi potrebbe rendere l’energia nucleare più sicura ed economica.
di Kevin Bullis |

http://www.technologyreview.it/?p=article&a=4425

Un nuovo approccio al vecchio design di un reattore potrebbe rendere l’energia nucleare più pulita e sicura, e quindi più competitiva rispetto ai combustibili fossili.

La Terrestrial Energy, una startup dell’Ontario, in Canada, sta commercializzando il design che è basato sul lavoro condotto presso l’Oak Ridge National Laboratory, nel Tennessee. La società intende cominciare a distribuire il suo modello in Canada entro l’anno. Il reattore in questione utilizza sali fusi al posto dell’acqua come refrigerante.

Nell’arco degli ultimi decenni, i ricercatori di Oak Ridge hanno dimostrato e collaudato diversi modelli di reattore a sali fusi. La Terrestrial ha modificato uno di questi in modo da rendere la tecnologia sufficientemente economica da poter essere implementata e distribuita.

Il costo di costruzione dei convenzionali reattori nucleari supera quello delle centrali a combustibili fossili principalmente perché le norme di sicurezza impongono potenti pompe, strutture di contenimento ed altre componenti dispendiose. Il CEO della società, Simon Irish, sostiene che il design a sali fusi potrebbe permetterebbe di semplificare i sistemi di sicurezza e ridurne il costo.

Nei modelli a sali fusi, se l’energia dovesse mancare o i reattori venissero danneggiati, il sistema si raffredderebbe per conto proprio senza permettere alla radioattività di diffondersi. I reattori nucleari convenzionali devono essere raffreddati attivamente, pompando in continuazione acqua al loro interno.
In caso di arresto delle pompe, il combustibile comincerebbe a surriscaldarsi e a rilasciare materiali radioattivi nell’ambiente.

Un rendering del reattore a sali fusi della Terrestrial Energy.
Una manciata di altre startup, fra cui la Transatomic Power, sta lavorando alla commercializzazione di reattori a sali fusi.
La tecnologia è anche oggetto di operazioni di R&D in Cina (vedi “E se esistesse un nucleare pulito, economico e sicuro?" e "Safer Nuclear Power, at Half the Price").

I design della Terrestrial sono più convenzionali rispetto a quelli sviluppati dalla Transatomic.
La società intende utilizzare gli stessi materiali adoperati nei reattori collaudati ad Oak Ridge, mentre i design della Transatomic utilizzano diversi nuovi materiali.

Nel reattore della Terrestrial, l’uranio viene mescolato con un refrigerante liquido a base di sali fusi. Se il combustibile si scalda troppo, la temperatura provoca l’espansione della mistura, che rallenta così la fissione e riduce il calore del combustibile. Questo sistema regola automaticamente la temperatura e previene i surriscaldamenti. Inoltre, il refrigerante bolle solamente a temperature molto elevate per cui, a differenza dell’acqua, non evaporerà nemmeno qualora le pompe dovessero smettere di funzionare.

Oltretutto, se il reattore venisse danneggiato e la mistura di combustibile e liquido refrigerante fuoriuscisse, le reazioni di fissione rallenterebbero e il combustibile fuso solidificherebbe, limitando la diffusione di materiale radioattivo.

Irish sostiene che il design ridurrà le scorie nucleari di circa due terzi perché il rattore opera a temperature due volte superiori rispetto a quelle raggiunte dai reattori convenzionali, il che miglior l’efficienza e riduca la quantità di combustibile richiesto.
Irish aggiunge che il riciclaggio del combustibile, che riduce ulteriormente la quantità di scorie, è più semplice che nei reattori convenzionali.

Per rendere più pratico questo design, la società lo ha modificato in maniera tale da poter essere fabbricato in una fabbrica e trasportato via camion fino al sito della centrale.

Un’altra caratteristica distintiva del design sviluppato dalla Terrestrial è che alcune componenti chiave sono usa e getta. Una sfida posta dal design originale sta nel fatto che il materiale critico, la grafite, non dura molto a lungo, per cui gli operatori della centrale devono provvedere alla sua regolare sostituzione. Il nuovo design ospita le componenti principali del reattore, grafite inclusa, in una unità sigillata che può essere sostituita ogni sette anni. In teoria, questo dovrebbe semplificare la gestione della centrale.

La Terrestrial ha elaborato un primo design, e sta collaborando con Oak Ridge per produrre un design ancora più dettagliato che una società potrebbe utilizzare per realizzare le cianografie. La speranza è che nella prima parte del prossimo decennio comincino i lavori per la costruzione di un primo reattore commerciale.

(MO)
http://www.technologyreview.it/?p=article&a=4425
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Re: Reattori nucleari a prova di fusione

Messaggioda pianogrande il 30/01/2015, 13:25

"Nel reattore della Terrestrial, l’uranio viene mescolato con un refrigerante liquido a base di sali fusi. Se il combustibile si scalda troppo, la temperatura provoca l’espansione della mistura, che rallenta così la fissione e riduce il calore del combustibile. Questo sistema regola automaticamente la temperatura e previene i surriscaldamenti. Inoltre, il refrigerante bolle solamente a temperature molto elevate per cui, a differenza dell’acqua, non evaporerà nemmeno qualora le pompe dovessero smettere di funzionare.

Oltretutto, se il reattore venisse danneggiato e la mistura di combustibile e liquido refrigerante fuoriuscisse, le reazioni di fissione rallenterebbero e il combustibile fuso solidificherebbe, limitando la diffusione di materiale radioattivo.
".

Il nocciolo del discorso mi sembra proprio questo.
La dilatazione nel ridurre la fissione è concettualmente giusta, non oso entrare nell'aspetto quantitativo.
La maggiore temperatura di ebollizione della miscela di sali è anch'essa innegabile.
Si sente innanzitutto la mancanza del raffronto tra le temperature raggiungibili e quelle a cui i sali cominciano a decomporsi (può esserci anche una frazione gassosa in quel caso e allora l'effetto di diluizione del combustibile potrebbe essere compromesso o comunque reso disomogeneo).

Benvenga il nucleare pulito e sicuro.

Aspettiamo pazientemente.
Fotti il sistema. Studia.
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