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Titolo: Letture su energia nucleare

Chi mi sa consigliare qualche sito dove possa leggere e capire il
funzionamento di una centrale nucleare per la produzione di energia
elettrica?
E sul funzionamento delle bombe nucleari?
grazie

Giovanni wrote:

http://www.fisicamente.net/index-495.htm
http://www.fisicamente.net/index-515.htm

 
http://www.fisicamente.net/index-515.htm
Ci sono alcune cose che non mi sono chiare relativamente alla tecnologia 
nucleare:
1) Se la struttura isotopica e' tale che il numero di neutroni cresce, 
si ha una crescita esponenziale, che dovrebbe portare a una esplosione. 
Ovviamente non e' questa la situazione di un reattore nucleare. Se la 
situazione e' invece tale che il numero di neutroni decresce, si dopo un 
po' di tempo non ci dovrebbe piu' essere nessun neutrone in giro.
Anche questa non e' una situazione plausibile.
Non mi seembra plausibile neanche la situzione in cui il bilancio sia 
esattamente in parita', in quanto instabile.
La domanda e': coma fanno a rimanere in giro tanti neutroni senza 
provocare una reazione a catena?
2) Da dove vengono i neutroni iniziali?
3) Come si fa a sostituire il combustibile quando e' esaurito? Si spegne 
il reattore e si aspetta che si raffreddi, o le barre di combustibile 
possono essere rimpiazzate "a caldo"?
-- 
     Carlo Milanesi
 
http://digilander.libero.it/carlmila

>provocare una reazione a catena?
La reazione a catena č evitata grazie alle barre di controllo.
Generalmente sono fatte di Cadmio, materiale in grado di catturare i
neutroni che vagano nel nocciolo. L'ideale č tenere ad ogni ciclo il
numero di neutroni costanti. Considerando i neutroni che vengono
prodotti e quelli che si perdono e fuoriescono dal nocciolo si puň
regolare il livello di inserimento delle barre di contenimento; esse
sono infatti estraibili.


Questa spiegazione non mi soddisfa.
Se ad un dato momento ci sono N neutroni, e un nanosecondo dopo ce ne 
sono 2N, allora un microsecondo dopo e' gia' esploso tutto, e non si fa 
in tempo a inserire le barre di controllo.
Se invece, ad un dato momento ci sono N neutroni, e un nanosecondo dopo 
ce ne sono N/2, allora un microsecondo dopo non ce n'e' piu' nessuno, e 
l'estrazione delle barre di controllo non serve a niente.
Affinche' ci sia un significativo numero di neutroni, deve esserci una 
fonte calibrabile di neutroni. Mi chiedo quale sia.


 possono essere rimpiazzate "a caldo"?
Il reattore non diventa mai veramente freddo perchè gli elementi
di combustibile esauriti emettono una certa potenza per via
dei frammenti di fissione. Il calore prodotto da questi decade
a livelli molto bassi su tempi molto lunghi.
Flavio 

 combustibile possono essere rimpiazzate "a caldo"?
Spero di non dire una fesseria, ma direi proprio di si': bisogna
spegnerlo.
 
-- 
Elio Fabri

 combustibile possono essere rimpiazzate "a caldo"?


 a livelli molto bassi su tempi molto lunghi.
E allora come avviene la sostituzione dell'uranio esausto?
E, dato che ne parliamo, ogni quanto avviene?


scusate la mia prima risposta, sono i miei primi post e permettetemi di
capire a che livello rispondere, spero di poter essere più utile ora.
per capire come mantenere un reattore nucleare a regime critico, in cui
cioè il numero di neutroni presenti rimane costante, è necessario
considerare diversi fattori:
1) le barre di combustibile sono composte da una matrice di uranio 238
in cui è presente una piccola percentuale di uranio 235; è un uranio
arricchito poiché la percentuale di 235U è portata da 0.7% a circa
3%.
2)la reazione nucleare è alimentata da neutroni lenti o termici che
non sono in grado di scindere l'uranio 238 ma solo il 235 e questo
limita molto la reazione a catena.
3)la fissione genera neutroni veloci che devono essere rallentati da un
moderatore che è mescolato con il combustibile. solitamente si
utilizza acqua naturale o acqua pesante come moderatore: i protoni
dell'acqua sono idonei a rallentare i neutroni attraverso urti
elastici, essendo dotati di massa simile.
4)una percentuale molto piccola di neutroni, mentre viene rallentata
dal moderatore, è catturata dall'uranio 238 producendo una reazione
non fissile e emettendo un raggio gamma.
5)alcuni neutroni vengono prodotti attraverso decadimenti beta con
emivita compresa tra 0.2 e 55 secondi, e rallentano i tempi di reazione
del reattore.
6)una parte dei neutroni è soggetta alla fuga dal reattore; è un
fenomeno solo superficiale e può essere regolato attraverso il
rapporto tra superficie e volume del nocciolo.
tutti questi fattori rendono un reattore nucleare molto più
controllabile. E bisogna aggiungere che, a causa della scarsa quantità
di 235U è impossibile un'esplosione nucleare.
Infine i reattori nucleari di ultima generazione hanno tempi di
reazione molto più bassi e sono in grado di calare le barre di
contenimento in pochi istanti; queste barre possono ridurre
drasticamente il numero di neutroni presenti se inserite totalmente;il
sisteme è automatico e evita così l'inevitabile ritardo dei riflessi
umani.
mi scuso ancora se il mio primo post non era valido.. accetto consigli
(e risposte sulla discussione scienza e filosofia)

 E, dato che ne parliamo, ogni quanto avviene?
In alcuni tipi di  reattori (quelli a grafite e ad acqua pesante) avviene a 
piena potenza con un'apposita macchina di carico-scarico,eventualmente 
(reattori ad acqua,non quelli a grafite per ovvi motivi) le barre vengono 
depositate in una piscina per un ulteriore periodo di raffreddamento 
(settimane o mesi);nel caso dei reattori ad acqua leggera si spegne il 
reattore ogni un anno o  anno e mezzo (a seconda dell'earrchhemento 
dell'uranio e del "burn-up" disponibile,cioč l'energia termica estraibile 
per kg di metallo pesante,misurato in MWd/kg o GWd/tonn - megawattgiorno per 
kg di metallo pesante) e le barre di combustibile sono sostiutite 
interamente o parzialmente (quelle centrali sono piů "consumate") 

 2) Da dove vengono i neutroni iniziali?
Aggiungo a quello che ti hanno già detto -impercettibile ma non trascurabile 
fissione spontanea dell'uranio - che ad es. nei reattori tedeschi vengono 
anche usate sorgenti di californio che a differnza dell'uranio producono 
neutroni per "sola" fissione spontanea