Tu ha chiesto in Matematica e scienzeFisica · 10 anni fa

Scusate la mia ignoranza: ma secondo voi, sarebbe possibile usare il nichel come combustibile nucleare ?

1 risposta

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  • 10 anni fa
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    NO. Perché un materiale possa essere usato come combustibile nucleare deve avere le seguenti caratteristiche importanti:

    - investito da un flusso di neutroni il suo nucleo deve avere un' alta probabilità di assorbirli e, a seguito di tale assorbimento, deve spezzarsi in frammenti la cui massa totale sia considerevolmente minore della massa iniziale; in tal modo, in base alla formula E = mc^2 , ci sarà la trasformazione della massa perduta in energia (in massima parte come energia cinetica dei frammenti che poi, frenati nella massa del combustibile, producono calore);

    - deve emettere per ogni fissione (spaccatura) del nucleo almeno 2 neutroni, affinché si possa avere una reazione a catena, cioè una progressione geometrica delle reazioni di fissione.

    - deve presentare pochi "assorbimenti parassiti" cioè pochi assorbimenti di neutroni che non producano fissione.

    Non mi risulta che il nichel possieda le suddette caratteristiche. Viceversa l'Uranio-235 produce per ogni fissione circa 200 MeV di energia e 2,47 neutroni. Proprietà simili hanno l'Uranio-233, il Plutonio 239, e pochi altri nuclei.

    Per avere un'alta probabilità di reazione dei nuclei di U-235 coi neutroni è necessario rallentare i neutroni emessi dalla fissione: da energie di parecchi MeV a energie di poche decine di eV. Per fare questo nei reattori nucleari detti "termici" (che sono i più diffusi) si usano dei "moderatori" cioé degli elementi leggeri e poco assorbenti (come H2O o D2O o grafite) che fan sì che dopo un certo numero di urti i neutroni abbiano perso la maggior parte della loro energia e siano in equilibrio "termico" con la materia circostante (i neutroni lenti hanno probabilità molto maggiori di essere assorbiti di quelli veloci).

    Si possono avere anche reattori "veloci" in cui i neutroni non vengono rallentati, ma in tal caso occorre una massa di combustibile molto maggiore per raggiungere la "massa critica" che dà luogo alla "reazione a catena".

    Ammetto di non aver letto il riferimento da te citato per cui chiedo a te: perché il Nichel dovrebbe essere un candidato interessante come combustibile nucleare?

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