Rubbiatron
Un rubbiatron è un tipo di reattore nucleare subcritico in cui l'energia cinetica delle particelle cariche viene utilizzata per mantenere la reazione.
Questo produce energia sufficiente per fornire un guadagno di energia a un acceleratore di particelle .
Storia
Il concetto del Rubbiatron è attribuito a Carlo Rubbia , fisico nucleare , premio Nobel per la fisica ed ex direttore del CERN . La sua proposta del 1993 si basa su un sincrotrone che accelera i protoni tra 800 MeV e 1 GeV e su un bersaglio di torio raffreddato con piombo .
Questo tipo di reattore, compreso il reattore ibrido acceleratore guidato (ADS), non è stato incluso tra i concetti del Forum di quarta generazione , ma alcuni ritengono che "la sua capacità di trasmutare le scorie nucleari ( attinidi minori , ...) in un modo controllato (...) suggerisce che è utile presentare questa tecnologia innovativa anche nella gestione dei rifiuti nucleari a vita media e lunga ” .
Benefici
Rispetto a un reattore convenzionale, il Rubbiatron avrebbe i seguenti vantaggi:
- il progetto “subcritico” esclude ogni rischio di escursione di criticità. In caso di incidente, la reazione si interrompe da sola e il reattore si raffredda. Tuttavia, è teoricamente possibile che il reattore fonda se il refrigerante viene perso. Il rischio terroristico è trascurabile da questo buon parametro.
- il torio è quattro volte più abbondante dell'uranio , eliminando le questioni politiche e strategiche legate all'approvvigionamento e al costo della separazione isotopica. Al ritmo di consumo attuale, le riserve mondiali di torio sono sufficienti per diversi millenni di sfruttamento ;
- il torio è diffuso e ben distribuito sulla Terra. Nessun rischio di conflitto per questa risorsa.
- il Rubbiatron produce pochissimo plutonio , riducendo i rischi di proliferazione nucleare (va comunque considerata la possibilità di utilizzare l' uranio 233 nelle armi o come metallo pesante);
- il concetto consente l'utilizzo del plutonio come “combustibile” per il reattore, il che consentirebbe di ridurne le riserve;
- i prodotti di decadimento hanno un'emivita più breve rispetto a quelli dei prodotti dei reattori convenzionali. I rifiuti di un Rubbiatron vengono ridotti in 500 anni al livello di radioattività delle ceneri di carbone (che possono essere leggermente radioattive nel caso di carboni contenenti naturalmente uranio);
- i rifiuti molto pericolosi esistenti possono essere distrutti lì;
- il concetto scientifico è già stato validato in laboratorio. Il Rubbiatron è nella fase di sviluppo ingegneristico, al contrario della fusione che richiede ancora una ricerca teorica fondamentale;
- anche contando i costi di disattivazione degli impianti e il ciclo del combustibile, il Rubbiatron è più economico dei modelli convenzionali;
- si può costruire un piccolo Rubbiatron, rendendolo un sistema più adatto per paesi con reti elettriche poco sviluppate;
- la sicurezza del sistema di alimentazione e dei trasporti ne fanno una tecnologia adatta ai paesi in via di sviluppo e alle aree densamente popolate;
- i sincrotroni abbastanza potenti per un Rubbiatron sono già in uso in tutto il mondo.
Svantaggi
- il sistema è tecnicamente complesso;
- ogni reattore richiede il proprio sincrotrone, che è costoso.
Principi e fattibilità
Il Rubbiatron utilizza un acceleratore di sincrotrone per produrre un fascio di protoni ad alta energia. Questi dividono la loro energia spallazione in più frammenti, tra cui un gran numero di neutroni. È possibile utilizzare un "amplificatore di neutroni" per aumentare il flusso di neutroni (una sottile pellicola di materiale fissile attorno alla sorgente).
Esistono studi sull'amplificazione dei neutroni nei reattori di tipo CANDU . Il tipo CANDU è ipercritico, ma la maggior parte dei concetti può essere applicata a reattori subcritici: i nuclei di torio assorbono i neutroni e decadono nell'uranio-233 , un isotopo fissile che non esiste in natura; neutroni moderati provocano la fissione dell'uranio 233 che produce energia.
Articoli Correlati
link esterno
Bibliografia
Riferimenti
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Assemblea Nazionale e Senato, OPECST, Rapporto sulla valutazione del Piano nazionale per la gestione dei materiali e dei rifiuti radioattivi 2010-2012 (19 gennaio 2011), relatori: Christian Bataille e Claude Birraux , PDF, 347 pagine; Vedi pagina 122 di 347 della versione PDF del rapporto
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[1]
-
canteach.candu.org [PDF]