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Titolo: La fusione nucleare

Scusate se piombo qui come un elefante in cristalleria {:-)
E' un po' che mi frulla un'idea in testa e non riesco a togliermela: devo
parlarne con qualcuno che "ci capisce" dato che io ci capisco poco, e seguo
la fisica da appassionato ma con quella competenza che puo' avere un
peritello elettronico come me.
Si cerca di fare una fusione nucleare controllata per produrre energia, e
non ci si riesce.
Qual'e' il problema?
Verifichiamo se ho capito bene il processo.
La produzione di energia si ha se 2 atomi di deuterio sono scagliati l'uno
contro l'altro con velocità sufficiente da fondersi.
Il risultato e' un atomo di elio e una certa quantita' di energia dovuta
all'anichilazione di un neutrone.
Il difficile e' convincere i 2 atomi a scontrarsi, e a farlo a una velocita'
tale da fondersi.
Per la velocita' non e' un problema: basta alzare la temperatura e
l'agitazione molecolare fa il resto.
Ma per ottenere qualcosa dobbiamo fare in modo che ci siano sufficienti
collisioni tra atomi da ottenere una quantità di energia da syperare quella
necessaria a scaldare la massa di deuterio.
Attualmente noi abbiamo questi atomi che potremmo immaginare come automobili
impazzite che si muovono a gran velocità su un deserto di sale.
Il deserto e' grande e le auto sono poche.... le probabilita' che si
scontrano sono bassissime.
Allora si aumenta il nuimero delle auto (ossia la pressione del deuterio).
Non basta ancora, le collisioni sono ancora poche.
Per aumentare le probabilita' si aumenta anche la velocita' delle auto (la
temperatura).
Si arriva al punto che le auto vanno talmente veloci da perdere la....
carrozzeria di elettroni.
Abbiamo portato il deuterio allo stato di plasma, e a questo punto
cominciamo a vedere un numero sufficiente di scontri da mantenere la
reazione.
Solo che non riusciamo a contenerla: la velocita' e il numero di auto sono
talmente elevati che qualsiasi muro potremmo costruire intorno al nostro
deserto di sale verrebbe sfondato dalle vetture, ormai piu' simili a missili
che a automobili, e le vetture scapperebbero da tutte le parti.
In soldoni il plasma e' talmente caldo che sublimerebbe qualunque
contenitore.
Ma visto che ormai gli atomi sono carichi elettricamente, avendo perso
elettroni (in realta' sono nuclei atomici ormai....) possiamo contenerli in
modi che sarebbero impossibili con le vetture: possiamo creare dei "muri di
energia" sotto forma di bottiglie elettromagnetiche.
Si e' provata una lunga serie di bottiglie elettromagnetiche, con le piu'
svariate forme.
Ma il risultato, allo stato attuale, e' sempre lo stesso: la somma delle
energie necessarie a tenere caldo il plasma e a tenerlo confinato nel
reattore sono sempre risultate superiori a quella restituita dalla fusione.
In soldoni: non funziona.
Fino a qui lo stato dell'arte, e vorrei che chi ci capisce mi confermasse
che non ho detto grosse castronerie.
Ora cominciamo a fantasticare.
Qual'e' il modo migliore per far scontrare 2 auto tra loro?
Metterle in un deserto di centinaia di Kmq con 2 autisti bendati e dirgli di
muoversi a caso?
Non credo proprio.
Il modo migliore e' quello di metterci 2 autisti che ci vedano benissimo e
dargli una ben precisa rotta di collisione da seguire.
Lo si puo' fare, ad esempio, costruendo delle corsie di cunette e dossi
paralleli.
Se gli autisti trovano piu' difficile muoversi in salita, tenderanno a
incanalarsi lungo il fondo delle valli e a muoversi avanti e indietro lungo
queste.
Le probabilita' di scontrarsi in questo modo saliranno vertiginosamente.
Come possiamo obbligare degli atomi a muoversi nella direzione da noi
voluta?
Mi viene in mente il forno a microonde.
Scalda i cibi grazie all'energia trasferita direttamente alle molecole
d'acqua tramite un fascio di microonde che e' accordato sulla frequenza di
risonanza di quella molecola; in questo modo la molecola vibra in risonanza
con l'onda elettromagnetica e, vibrando, aumenta la sua agitazione termica
(e quindi la temperatura).
Benissimo, se possiamo farlo con le molecole d'acqua nei cibi non vedo
perche' non potremmo farlo con gli atomi di deuterio.
Se nella nostra camera di reazione spariamo un fascio di..... raggi gamma?
(non so la frequenza di risonanza del deuterio ma penso sia molto alta,
sicuramente maggiore di quella della molecola d'acqua) avremmo una zona in
cui i nostri atomi danzeranno la danza che vogliamo noi, agitandosi
mediamente in coerenza con le onde elettromagnetiche del fascio.
Senza piu' scontrarsi oviamente, perche' si agiteranno come un ordinato
plotone di soldati: tutti nella stessa direzione, dest-sinistr,
dest-sinistr.
Pero' dovremmo aver ottenuto un risultato fondamentale: ora gli atomi non
vanno piu' a caso, seguono una determinata rotta; quella da noi stabilita.
Quello che dobbiamo fare e' prendere un altro fascio di raggi gamma, con la
stessa frequenza ma in controfase, e spararlo parallelamente e
adiacentemente a quello precedente.
Essendo in controfase, ma con la stessa direzione (e polarizzazione)
dell'altro, avremmo sulla superfice di interferenza dei 2 fasci un plotone
di atomi che si muove in una direzione e un'altro che si muove in quella
opposta.
In un punto allontanandosi, e nell'altro avvicinandosi.
E quando si avvicinano sono, appunto, in rotta di collisione.
E se collidono sviluppano energia.
Senza dover elevare la temperatura a livelli estremi in tutta la camera di
fusione: ci pensano i fasci di raggi gamma a elevarla solo nella zona in cui
serve.
Bisogna solo aumentare la pressione quel tanto che basta a fornire
sufficienti atomi da rendere statisticamente probabile una collisione.
E tutta la camera puo' stare in un normale contenitore materiale; niente
assurde, complicate e dispendiose bottiglie elettromagnetiche.
Fine del sogno.
Qualcuno mi dimostri, per favore, che non funziona.
Altrimenti continuero' ad arrovellarmici sopra quel tanto che basta da farmi
pescare un giorno a tentare di entrare al CRN con un paio di generatori di
raggi gamma in tasca......
--
Lunga vita e prosperita' \\//_
Cactaceo
Per rispondere leva la mano dall'elsa.
ICQ 5889300

 E se collidono sviluppano energia.
premesso che non sono un fisico, anche se vibrassero tutti allo stesso modo,
collidendo tutti contemporaneamente non sarebbe un po' troppa l'energia
ottenuta e in troppo poco tempo?
sbaglio?

 sbaglio?
Non so, per prima cosadirei che la superficie di interferenza nella quale si
hanno le condizioni giuste dovrebbe essere abbastanza piccola.
Allontanandosi dalle 2 sorgenti infatti i raggi interferiscono tra loro per
una ampiezza maggiore comportandosi alla fine come un unico raggio con
componente di campo media tra io 2 (dato che sono in controfase, sviluppando
un campo con andamento "a pettine").
Inoltre non e' che TUTTI gli atomo presenti colliderebbero.
Il meccanismo farebbe semplicemente aumentare, in quella superfice di
interferenza, le probabilita' che cio' avvenga.
Ribadisco di non conoscere la matematica che sta dietro alle reazioni
nucleari.
Ma sono convinto che in questo NG ci deve essere qualcuno che ha basi
teoriche sufficienti a fare quei calcoli necessari a capire se la cosa puo'
funzionare realmente, almeno in via teorica.
Oppure a dimostrare perche' non funzionerebbe.


 Se nella nostra camera di reazione spariamo un fascio di..... raggi gamma?
I gamma hanno una sezione d'urto praticamente nulla sul plasma.
Avevi detto bene prima: si usano microonde (a Frascati usiamo per
FTU una risonanza Lower Hybrid a 8 GHz) o addirittua onde corte (a
Princeton NSTX usa una risonanza fast wave a 10 MHz).
Ciao
Mario Leigheb
P.S.: qual e' si scrive senza l'apostrofo dopo qual

 Se nella nostra camera di reazione spariamo un fascio di..... raggi gamma?
I gamma hanno una sezione d'urto praticamente nulla sul plasma.


 Princeton NSTX usa una risonanza fast wave a 10 MHz).
Perfetto!
Partiamo da qui.
Quanti fasci a 8 Ghz sparate per riscaldare il plasma?
Se ne sparate 2 adiacenti e in controfase...
Un unico oscillatore il cui segnale viene diviso verso 2 antenne
estremamente direttive, in modo da avere 2 fasci molto stretti, che
procedano adiacenti l'uno all'altro con fasi contrarie....
nella superficie di interferenza dei 2 fasci le probabilita' d'urto non
dovrebbero aumentare?


 Se ne sparate 2 adiacenti e in controfase...
Se i moduli sparano in controfase si ottiene il riscaldamento del
plasma. Se i moduli sparano in fase si ottiene current-drive.
Tuttavia sapere esattamente dove avviene la deposizione della
potenza e' un mestiere tutt'altro che facile, e sono in corso grossi
sforzi anche qui a Frascati sia dal punto di vista teorico (sviluppo
di codici e modelli) sia dal punto di vista sperimentale
(diagnostiche spettroscopiche che possano fare una tomografia
del'emissione del plasma nel range degli hard X-ray).
Ciao
Mario Leigheb

 Se ne sparate 2 adiacenti e in controfase...
Se i moduli sparano in controfase si ottiene il riscaldamento del


Scusa se cutto tutto ciň che hai scritto, volevo solo rivolgerti una
domanda.
Alcuni anni fa ho letto un libro intitolato "Fisica del plasma", in cui
viene esposto anche il confinamento inerziale del plasma.
Tu hai parlato solo di confinamento magnetico, significa che gli esperimenti
su quel tipo di confinamento sono stati abbandonati?
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Inviato via 
http://usenet.libero.it

 su quel tipo di confinamento sono stati abbandonati?
Gli esperimenti di fusione termonucleare controllata a confinamento
inerziale sono l'altro grande filone che procede piu' o meno in
parallelo rispetto a quello della fusione a confinamento magnetico.
Come nel caso dei tokamak non si sono ancora raggiunti parametri di
plasma di interesse reattoristico, cosi' anche nel caso del
confinamentio inerziale gli esperimenti stanno ancora esplorando
regimi intermedi: p. es. in Giappone il laser GEKKO XII a Osaka
riscalda i pellet di deuterio con impulsi di potenza fino a 100 TW
ma per durate dell'impulso non superiori al ps. Il prossimo passo e'
la costruzione attualmente in corso di laser da 1 MJ sia negli USA
(National Ignition Facility) sia in Francia (progetto
LaserMegaJoule), che dovrebbero permettere il raggiungimento
dell'ignizione del pellet di deuterio-trizio.
Se uno si dovesse basare sugli schemetti presentati all'ultima
conferenza della Societa' Europea di Fisica lo scorso maggio, i due
progetti sono molto simili e sono piu' o meno allo stesso stato di avanzamento.
Sta di fatto che la connessione tra la fisica del confinamento
inerziale e gli interessi militari rendono questo campo meno
trasparente all'esterno, e anche molto condizionato dai bilanci per
la difesa.
Ciao
Mario Leigheb

 del'emissione del plasma nel range degli hard X-ray).
Sbav sbav......
Esiste qualche sito in cui si possano trovare informazioni, immagini o altro
di questi esperimenti?


 la difesa.
Lo credo bene.
Immagino che un laser da 1MJ lo si possa puntare contro qualunque cosa voli
per aria e ridurlo alla Julienne in pochi istanti.....


 girotrone da 1 MW.
Sti..... {8-O
Con che li raffreddate?


 di questi esperimenti?
Qui trovi un po' di materiale da leggere:
http://www.frascati.enea.it/FTU/radiofrequency/Main_page.html
Ciao
Mario Leigheb