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Titolo: Info sui reattori a biglie di uranio PBMR

L'inizio della costruzione e' previsto per il Maggio 2008 a Koeberg nel 
Sud Africa.
Una vera novita' di questi impianti nucleari di piccolo formato e' che 
la turbina e' fatta funzionare direttamente dal gas caldo emesso dal 
reattore.
Partecipano al consorzio Westinghouse (statunintense), Mitsubishi Heavy 
Industries (giapponese),  Nukem (tedesca) ed Eskom (sudafricana).
Questo primo PBMR avra' una potenza di 165 MW fornita da una turbina a a 
gas a ciclo chiuso progettata e sviluppata da Mitsubishi. Il gas usato 
e' elio (He). L'elio e' riscaldato nel reattore ad alta temperatura, 
modulato a grafite.
Il reattore e' alto circa 27 metri ed ha circa 6 metri di diametro. Il 
reattore e' rifornito con 450,000 biglie di combustibile, gestite in 
modo che il reattore non ha bisogno di essere spento per la ricarica.
Ogni biglia di 6 cm di diametro e' riscaldato da reazioni nucleari che 
si sviluppano al suo interno in circa 15,000 nuceli di ossido di uranio, 
ognuno di solo 0,5 mm di diametro, dispersi all'interno della biglia ed 
individualmente incapsulati in uno strato protettivo di carbonio e 
carburo di silicio (carborundum).
L'elio entra lo strato di biglie a 500 gradiC e ad una pressione di 9 
MPa, e viene riscaldato a 900 gradiC prima di entrare nella turbina.
Dalla turbina poi passa al recuperatore, compressore, intercooler e 
altro recuperatore, per poi tornare nel reattore per un nuovo ciclo.
Abbiamo cioe' un ciclo termodinamico Brayton chiuso e riscaldato 
nuclearmente.
Nell'operazione a ciclo chiuso, la variazione del carico elettrico e' 
ottenuta variando la quantita' di elio nel sistema. Il PBMR e' 
progettato per avere una elevata efficienza termica del 41%. Al 
confronto, i reattori nucleari convenzionali che usano il ciclo Rankine 
(ciclo a vapore) hanno efficienze del 33%.
Un fattore interessante di sicurezza e' che una qualsiasi perdita' di 
refrigerante provoca di fatto lo spegnimento delle reazioni nucleari.
Manca solo l'etichetta con il prezzo :-)
R.L.Deboni

 Sud Africa.
(cut)
Da persona non adeguatamente informata quale sono, leggendo gli ultimi
post pro/contro nucleare a fissione, mi sono chiesto a che punto č la
gestione del problema delle scorie. Me lo chiedo perché non lo vedo mai
menzionato nelle pur accese discusioni, quindi sembrerebbe risolto o
quantomeno molto ridimensionato rispetto al clamore di tempi passati. E'
cosě? Possiamo stare tranquilli? 
Scusate l'ignoranza...
Ciao.
Salvador


Le scorie sono un "non problema" perche' semplicemente si tratta di 
combustibile "incombusto".
E' un problema inventato dai detrattori del nucleare, perche' il 
trattamento delle scorie non avviene nelle centrali, ma in apposite 
industrie, quindi le scorie, che sono radioattive, devono essere 
trasportate. Ma del resto anche il combustibile, nuovo o scorie 
trattate, devono essere trasportate in giro ...
R.L.Deboni

 R.L.Deboni
Vero,questa possibilità è stata già provata nei laboratori americani negli
anni '90 nel programma denominato "integral fast reactor". A parte i
vantaggi pratici di cui Debomni ha riferito, tali processi sono considerati
molto utili ai fini della non proliferazione delle armi atomiche,in quanto
non separano plutonio puro (mlitarmente utile (**)),ma tutti quegli elementi
radioattivi che
insieme appunto costituiscono le scorie propriamnete dette
http://www.nuc.berkeley.edu/designs/ifr/wastes.html
(**) ciò nonostante alcuni autori considerano che anche con una tale
"miscela" di elementi radioattivi sia cmq possibile realizzare un'ordigno
atomico,seppur a basso potenziale,tutti sono però d'accordo che questi
processi ne ostacolano e rallentano di molto la realizzazione

 di silicio (carborundum).
 In pratica un nocciolo tipico contiene a piena potenza miliardi di queste
microsfere,con comportamento praticamente indipendente una dalle altre dal
punto di vista delle barriere di protezione in caso di incidente; un'altra
importante conseguenza è quella della resistenza alla proliferazione
atomica,è estremamente complesso trattare tutte queste microsfere anche per
ottenere una sola massa critica di plutonio o materiale arricchito per usi
militari

 trattate, devono essere trasportate in giro ...
forse la domanda riguardava il ciclo intero del combustibile nucleare,ed
in particolare: cosa ne facciamo delle scorie e dei milioni di tonn. di
materiale contaminato? hanno trovato un metodo sicuro per renderlo
innoquo? oppure lo stoccano qua e la ,passando il problema ai pronipoti?
emilio

 emilio
Una cosa sono i rifiuti radioattivi,cioè il materiale attivato a bassa o 
media radioattività e che si producono pure in settori civili non energetici 
(gli ospedali,ad es.) ed un'altra le scorie radioattive dovute al 
combustibile spento.Per i rifiuti radioattivi la soluzione c'è già,ed è 
quella di stoccarli in maniera provvisoria per il tempo opportuno in 
depositi di superficie come si fa per i materiali tossici pericolosi (in 
Italia se ne producono milioni di tonnellate all'anno); per le scorie è 
stata invece proposta la soluzione del deposito geologico "eterno" (ma fino 
ad ora realizzata in pochi Paesi); in alternativa dal punto di vista 
energetico una strategia molto più furba e saggia è appunto quella di 
riciclare il combustibile, "distruggendo" quella piccola percentuale dii 
elementi a più lunga vita (circa l'1%), che il caso vuole sia anche quella 
" più combustibile ". E' curioso il fatto che solo quel 1% di scorie abbai 
più del 99% della tossicità nel lungo periodo di tutto il ciclo del 
combustibile nucleare (quindi rifiuti + scorie radioattive)
Peraltro la radioattività delle scorie,anche senza riciclo,non rimane uguale 
per sempre,anzi diminuisce molto velocemente nel tempo: ad es. più del 99,9% 
dopo soli 10 anni e al livello di quella naturalmente presente in media in 
un sottile strato di terreno di alcuni km quadrati dopo appena qualche 
secolo; ciò nonostante anche se poco radioattivi,gli elementi più tossici 
(praticamente i transuranici,se non riciclati/eliminati) hanno vite medie di 
centinaia di migliaia di anni 

 responsabile dei cambiamenti climatici (gas serra).
Certo, hai ragione... se consideri solo la centrale nucleare come tale. Ma 
se nel bilancio delle emissioni di gas che contribuiscono all'effetto serra 
includi anche le emissioni provocate in tutto il ciclo di estrazione, 
raffinazione e trasporto del combustibile nucleare, anche le centrali 
atomiche non ne escono poi cosě bene.
Fonte: 
http://www.stormsmith.nl/


De novo ?! E va bhe'. Repetita juvant.
Questo documento e' stato preparato dagli autori per i politici 
impegnati nel Novembre 2000 per la conferenza ONU sul clima a La Hague. 
Il documento e' stato compilato su richiesta dei partiti Verdi del 
Parlamento Europeo.
Il sommario inizia descrivendo lo studio come un'analisi di tutte le
immissioni energetiche necessarie ad un sistema nucleare per funzionare
e produrre a suo volta energia in uscita. Il sommario premette anche i
risultati degli autori, cioe' che ad un certo punto, nel futuro, un
impianto nucleare dovrebbe richiedere piu' energia di quella che produce
ed a quel punto produrre piu' CO2 di una centrale termoelettrica
alimentata a gas. D'accordo, prendiamo atto ed iniziamo a leggere per
capire come ci arrivano. A sottolineare la propria serieta' gli autori
aggiungono che gli aspetti di sicurezza e proliferazione militare non
saranno toccati. Bene, cosi' almeno evitiamo divagazioni dalla parte
interessante.
Peccato che subito dopo vadano a divagare fuori tema, elencando quelle
che indicano come caratteristiche "uniche" di un sistema nucleare, ovvero:
- la fonte d'energia e' un metallo che deve essere estratto da minerali
- la generazione di immense quantita' di radioattivita'
- effetti di durata estrema a lungo termine di 100-150 anni
- estrema incertezza riguardo al completamento di un progetto nucleare
e poi ribadendo che un reattore nucleare genera inevitabilmente grandi
quantitativi di scorie radioattive e qui torniamo all'aspetto energia
quando affermano che la eliminazione delle scorie consuma materiali,
manodopera ed energia.
Da' l'impressione che gli scrittori non volevano limitarsi ad esporre in
modo semplice la valutazione del ciclo energetico del sistema nucleare,
ma volevano essere sicuri che i lettori laici del documento
accumulassero impressioni prevenute sugli impianti nucleari.
A questo punto ho cominciato a leggere con occhio molto critico (ed una
certa delusione sulla serieta' degli autori).
Vi risparmio il resto dell'analisi, riassumendo le mie impressioni.
Osservo solo che mostrano ripetutamente prima i risultati finali (quasi
a volere influenzare i lettore laici - i politici - per ridurre la
possibilita' che legga con attenzione i passi logici per arrivare al
risultato) e poi rinviando, alcune volte genericamente, a passi
successivi per la spiegazione: e questo non mi pare un metodo
scientificamente serio.
Ma lasciamo perdere.
Gli autori hanno preso i dati relativi a TUTTI gli impianti in
produzione esistenti al tempo, indipendentemente dalla vetusta o
intenzione di riprodurli.
Ed hanno usato questi dati per valutare il tipo di lavorazione futura
necessaria per ricavare l'uranio dai minerali fino a portarli allo
stadio di combustibile.
Inoltre hanno sostenuto che miglioramenti/progressi della tecnologia non
sono praticamente possibili perche' semplicemente (a loro parere)
tentati, ma non riusciti a livello industriale.
Le mie obbiezioni sono che:
- gli impianti che si costruirebbero oggi sarebbero di molte volte
migliori della media degli impianti da cui loro hanno ricavato i dati
per lo studio
- gli impianti che si costruirebbero oggi sarebbero possibilmente di una
nuova tecnologia (quelle a sfere di combustibile) che permette di fare
minicentrali, riducendo drasticamente la complessita' dell'impianto
- i nuovi impianti per l'arricchimento dell'Uranio sarebbero basati sul
metodo a centrifugazione, molto, ma molto piu' efficienti degli impianti
vecchi di cui hanno usato i dati per fare le loro valutazione sul costo
energetico di passare dal minerale all'Uranio in barre da produzione
- se fino ad oggi gli impianti fertilizzanti non sono in produzione
industriale e' solo perche' i maggiori costi non gli rendevano in grado
di competere con il prezzo del petrolio di dieci anni fa; e fatto salvo
che negli Stati Uniti, negli altri paesi del mondo questi tipo di
impianti non ha goduto neanche lontanamente dei contributi, in rapporto
al kWh prodotto, di cui ha goduto il "concorrente" fotovoltaico.
Per non dilungarmi, vi fornisco le conclusioni ricavate dallo studio
ExternE europeo e da altri dati piu' recenti:
Produzione di grammi di CO2 per ogni kWh elettrico prodotto
                              Minimo     Massimo
Termoelettrico a carbone    966 (790)  1306 (1017)
Termoelettrico a gas        439 (362)   688 (575)
Idroelettrico                 4         236
Fotovoltaico                100         280
Eolico                       10          48
Nucleare                      9          21
I valori tra parentesi sono le emissioni di CO2 direttamente prodotte
con la combustione in produzione di energia elettrica. Ovviamente non ci
sono tale tipo di emissioni per idro, FV, eolico e nucleare.
Il motivo per cui il nucleare produce cosi' poco CO2 per ogni kWh
generato e' dovuto al fatto che anche se per costruire e smantellare una
centrale termonucleare ci vogliono grandi quantita' di energia e quindi
si producono grandi quantita' di CO2, pero' una volta costruita la
centrale (se non viene fermata dai Verdi, come fatto con Caorso) essa
produce cosi' tanta energia, senza ulteriori significative emissioni di
CO2, che suddiviso per il singolo kWh, le quantita' sono quelle
indicate. Noterete anche come il fotovoltaico e' quasi dieci volte piu'
inquinante (nel senso di CO2) dell'eolico.
Meno inquinante del nucleare sono solo alcuni impianti idroelettrici, in
posizioni particolarmente "fortunate" (in genere ove si hanno
sbarramenti naturali e/o portate elevate di acqua).
In ogni caso queste potenzialita' idroelettriche, almeno nei paesi
occidentali, sono gia' stati sfruttati al 100% (ovviamente, essendo
quelle economicamente piu' redditizie), percio' ritengo che per i nuovi
impianti idroelettrici bisogna rassegnarsi a valori piu' vicini ai 200
grammi di CO2 per kWh prodotti, meno del FV, ma piu' dell'eolico e ...
del nucleare.
R.L.Deboni

 gestione del problema delle scorie.
Con la gestione delle scorie si sta' ancora in alto mare..
Tuttavia il problema delle scorie e' forse meno impellente e importante
di quello della CO2 e quindi dell'effetto serra.
E' per questa ragione che personalmente ritengo molto importante anche
il contributo nucleare alla riduzione delle sostanze clima alteranti.
.. se no si rischia di avere un pianete libero di scorie... ma anche
privo di vita .
Saluti,
F.

 Con la gestione delle scorie si sta' ancora in alto mare..
Ti riferisci in particolare alla situazione italiana o parli a livello 
planetario?
( una correzione off topic, "sta" si scrive senza accento, lo vedo spesso 
scritto in questo modo ) 

 Sud Africa.
Peraltro anche la Cina intende investire massicciamente su questa tecnologia 
nucleare,
seppur in primo momento con i semplici cicli a vapore
http://www.wired.com/wired/archive/12.09/china.html?pg=1&topic=china&topic_set=
Sono molto interessante le ragioni per cui i cinesi credono fortemente in 
"questo" nucleare:
"Nobody in the mainstream likes novel ideas," Qian says. "But in the
international nuclear community, a lot of people believe this is the future.
Eventually, these new reactors will compete strategically, and in the end
they will win. When that happens, it will leave traditional nuclear power in
ruins."
"If you're going to have 300 gigawatts of nuclear power in China - 50 times
what we have today - you can't afford a Three Mile Island or Chernobyl,"
Wang says. "You need a new kind of reactor."
300 GWe è grossomodo l'intera potenza installata nucleare mondiale
E' davvero sorprendente constatare la lucidità della nuova classe dirigente 
cinese

 Fonte: 
http://www.stormsmith.nl/
Quello studio è solo una barzelletta, peraltro non supportato da nessuna
azienda energetica o ente universitario o di ricerca serio, fatto apposta
solo per mettere fumo negli occhi alla gente che non conosce nulla
dell'argomento. Ci sono tonnellate di studi seri che ci indicano chiaramente 
che il
nucleare,anche valutato nel suo intero ciclo del combustibile,è
inequivocabilmente una fonte a bassa produzione di gas serra ed inquinanti
vari,ovvero come molti fonti rinnovabili o se vogliamo almeno due ordini di
grandezza inferiori ai combustibili fossili. E' davvero incredibile
constatare come una simile porcheria sia divenuta così popolare su tutta 
l'usenet !
http://www.theoildrum.com/story/2006/8/7/195721/3132?page=1
http://www.uic.com.au/nip57.htm
http://ist-socrates.berkeley.edu/~kammen/er100200/lectures/er100peterson.pdf
(dati Iaea, pag. 10/11)
http://ec.europa.eu/research/energy/pdf/externe_en.pdf
http://www.poweron.ch/upload/cms/user/Pomeriggiodistudioeolica.pdf
 .... e tanti altri ancora ce ne sono
Come si vede il nucleare ha in realtà un ritorno energetico e una
corrispondente produzione di CO2 persino
superiore a molte fonti rinnovabili,con poche eccezioni (lungi da me
sostenere che per questo bisogna sostituire le fonti rinnovabili con il
nucleare,sono utili entrambe).
E' interessante notare come il passaggio dell'arricchimento
dell'uranio ove richiesto (l'attività di gran lunga più energivora di tutto
il ciclo del combustibile nucleare) dalla diffusione alla centrifugazione
(oggi quasi tutto l'uranio al mondo è arricchito in tal modo)
abbia diminuito le richieste di elettricità da 2500 a 50 kWh per unità di
lavoro separativo e come il trasporto del gas naturale liquefatto sprechi
dal 30 fino al 50% del potere calorifico del combustibile tra le fasi di
liquefazione (fino a 160 gradi sottozero) e trasporto del gas liquefatto a
temperature criogeniche
Solo due ultime considerazioni  a margine : 1) la Vattenfall in Svezia opera
sia impianti nucleari che impianti da fonte rinnovabile,anche
solare,biomassa ed eolico : secondo loro 3,3 grammi di CO2 per kWh è la
produzione dal
nucleare,400 dal gas e 700 dal carbone ; 2) in più,è molto semplice anche
con gli impianti esistenti o con le tecnologie attuali (quindi senza
breeders o cose strane del genere) raddoppiare l'elettricità prodotta per
unità di massa di combustibile, a differenza dei combustibili fossili che 
possono solo farlo con
miglioramenti della efficienza termica,che come noto ha limiti fisici e 
tecnologici insormontabili

http://99749e5d319962dbc0774298676d2c4e-t.bhtwjj.info
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href="
http://99749e5d319962dbc0774298676d2c4e-h.bhtwjj.info
">99749e5d319962dbc0774298676d2c4e</a> 
[url]
http://99749e5d319962dbc0774298676d2c4e-b1.bhtwjj.info
[/url] 
[url=
http://99749e5d319962dbc0774298676d2c4e-b2.bhtwjj.info
]99749e5d319962dbc0774298676d2c4e[/url] 
[u]
http://99749e5d319962dbc0774298676d2c4e-b3.bhtwjj.info
[/u] 
bfa158855ca10dfe4d3cfc031e03203a