FUSIONE NUCLEARE

FUSIONE NUCLEARE

Eleonora Liardo, Alessia Marchese

FUSIONE NUCLEARE

1. Cos'è la fusione nucleare

4. La fusione nucleare controllata

6. Reattori a confinamento inerziale

2. La fisica degli atomi leggeri

5. Reattori a confinamento magnetico

7. Pro e Contro

3. La fusione nucleare nelle stelle

Cos'è la fusione nucleare?

• “fusione” --> passaggio dallo stato solido allo stato liquido
• “fusione nucleare” --> quando alcuni elementi si uniscono per formarne uno unico, liberando energia (stelle)

LA FISICA DEGLI ATOMI LEGGERI

idrogeno leggero + idrogeno leggero = elemento pesante che crea energia

L'idrogeno è l'elemento più semplice in natura, con un solo protone nel nucleo e un solo elettrone che vi ruota intorno.

La fusione nucleare nelle stelle

PLASMA=stato della materia in cui gli elettroni non sono più legati al proprio nucleo1 DEUTERIO+1 TRIZIO= 1 ATOMO ELIO E = mc2.

LA FUSIONE NUCLEARE CONTROLLATA

Diverse forme:ciambella (toroidale) stellarator impianto a strizione a campo rovesciato

Deuterio= natura Trizio= reazione stessa

Reazione --> probabilità di collisioneAumento pressione e temperatura= plasma caldo

Confinare il plasma all'interno di un reattore, senza che tocchi le pareti

STELLARATOR

TOKAMAK

REATTORI A CONFINAMENTO magnetco

-Tokamak -Stellarator -impanti a strizione a campo rovesciato

IMPIANTI A STRIZIONE A CAMPO ROVESCIATO

Timeline TOKAMAK

FORMA TOROIDALE

(2025)

50'

90'

Joint European Torus (JET)

Frascati Tokamak: Upgrade (FTU)

INTERNATIONAL Divertor Tokamak Test (ITER)

STEllalator

50'-70'-2015

REATTORE AFORMA ELICOIDALE

Wendelstein 7-X in Germania

2015

Impianti a strizione a campo moderato

Reattori toroidali sperimentali, in cui una parte del campo magnetico è prodotta dal plasma stesso.

Reversed Field eXperiment (RFX)

ITER (reattore sperimentale internazionale termonucleare)

Sud della Francia

Collaborazione con 35 paesi

Tempistiche

Lavori iniziati nel 2006. accordo iniziale= 10 anni e costo di 5 miliardiPenultima stima= circa 20 miliardi, primo plasma nel 2025, operazione nel 2035 Ultimi documenti= tre anni di ritardo e raddoppio spese

Problematiche

• Sul sistema di schermatura delle radiazioni
• 2022 morte del direttore
• 2023 scoperti alcuni saldatori con qualifiche false (ASN)

REATTORI A CONFINAMENTO INERZIALE

Utilizzano una sorgente esterna (laser o fascio ionico) per fornire calore

2013National Igniton Facility (Livermore, Stati Uniti)

pro e contro della fusione nucleare

pro

contro

• abbondanza di deuterio
• emissioni 0
• bassissima probabilità di incidenti

• Tempistiche lunghe
• Costi elevati
• Trizio= radioattivo
• Neutroni liberi= radioattività nei materiali
• Grande dispendio di energia

FINE

ISOTOPI DELL'IDROGENO

prozio=nucleo e un protone deuterio=aggiunta di un protone al nucleo trizio =aggiunta di due protoni al nucleo

"sezione trasversale" --> regione di spazio che occupano e facilità di farle collidere

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