Ciccio Segreto
2022-09-29 12:14
Carissimi questa volta non vi tedio con un problema a scelta multipla ma sulla produzione del trizio.
Ho visto che stanno studiando reattori dove avviene la fusione nucleare del trizio col deuterio per produrre energia e un qualche cosa che non ho capito. Da quanto ho capito mentre di deuterio c'è nè in "abbondanza" il trizio è presente in piccolissima quantità e dovrebbe essere prodotto da un processo nucleare praticamente nello stesso reattore che fa la fusione.
Qualche persona mi può spiegare come si può produrre il trizio riportando anche la reazione nucleare (credo che venga impiegato come materiale di partenza il Li).
Ringrazio in anticipo chi mi spiegherà questi processi perchè dovrebbe essere il futuro dell'energia che da quello che ho letto non è dietro l'angolo.
Un grazie e un caro saluto a tutti.
Ciccio
Il discorso è amplio e complesso. Non sono un fisico né un grande esperto di nucleare ma ho fatto radiochimica all'università. Resta il fatto che le cose scritte sono tratte da libri e letteratura.
Il trizio è un emettitore beta puro a bassa energia (Emax = 18,6 keV) con un'emivita di 12,43 anni. Il trizio attuale ha tre fonti principali di origine: (1) la produzione naturale nell'atmosfera superiore attraverso le spallazioni indotte dai raggi cosmici dei nuclidi e le reazioni di cattura delle particelle di azoto e ossigeno (Geyh e Schleicher, 1990), (2) attività residuali derivanti dai test nucleari atmosferici (Libby, 1963) e (3) dalle operazioni in corso sul ciclo del combustibile nucleare. Dal trattato di divieto parziale dei test nucleari atmosferici del 1963, i livelli mondiali di trizio nell'ambiente sono diminuiti a un tasso approssimativamente uguale alla sua emivita (Okada e Momoshima, 1993).
Il litio naturale è per il 7.42% Li-6 e per il 92.58% Li-7. Il trizio (3H) viene prodotto attraverso assorbimento di neutroni tramite le reazioni:
6Li + n (termico) → 4He (1,05 MeV) + 3H (2,73 MeV)
7Li + n (veloce) → 4He + 3H + n
La reazione con il Li-7 è endotermica, poiché richiede un'energia neutronica >2.47 MeV, così la maggior parte della produzione del trizio avviene tramite la reazione con Li-6. L'isotopo Li-6 è un forte assorbente neutronico, che inficia sulla economica neutronica del reattore, richiedendo quindi materia fissile extra nei reattori che usano FLiBe. Il reattore funzionerebbe più efficientemente se la maggior parte del Li-6 venisse rimosso tramite separazione isotopica, che è costosa.
Questi elettroni non possono penetrare la pelle, ma il trizio può formare acqua triziata all'interno del corpo se il trizio viene ingerito o inalato. Questa acqua radioattiva può danneggiare le cellule, ponendo un rischio per la salute se il trizio gas fuoriuscisse nell'ambiente.
Il trizio è un combustibile importante per la fusione nucleare controllata sia nei progetti di reattori a confinamento magnetico che in quelli di confinamento inerziale. Il reattore sperimentale a fusione ITER e il National Ignition Facility (NIF) utilizzeranno combustibile al deuterio-trizio. La reazione deuterio-trizio è favorevole poiché ha la più grande sezione di fusione (circa 5.0 barns) e raggiunge questa sezione massima all'energia più bassa (circa 65 keV centro-massa) di qualsiasi potenziale combustibile da fusione.
Il trizio figura in primo piano negli studi sulla fusione nucleare a causa della sua sezione d'urto favorevole e della grande quantità di energia (17,6 MeV) prodotta attraverso la sua reazione con il deuterio:
3H + 2H → 4He + n
Eh entro il 2050 ITER sarà pronto come prototipo. Poi da lì alla realizzazione di un vero e funzionante reattore a fusione ce ne vorrà ancora di tempo. Si sta puntando ora sui reattori SMR che sono a potenza minore ma sono modulabili e se messi in serie possono anche arrivare a potenze importanti. Pensa che si parlava di usare questi per una ipotetica base sulla Luna in futuro.
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