AGENDA:
1)
2)
3)
4)
Radioattività
Fissione
I Reattori Nucleari a fissione
Le Scorie dell’Industria Nucleare
Dare Informazioni ..........................
.........perché le opinioni sono ...personali........
....gli scienziati vanno ascoltati.....ma non sono infallibili....
M.Calvetti
Le macchine termiche : produzione di lavoro meccanico con sorgenti di calore e
spostamento di calore tra sorgenti
Non è possibile produrre lavoro meccanico usando una sola sorgente (Kelvin)
oppure
Non è possibile portare calore da una sorgente fredda a una calda (Clausius)
Lasciando inalterato il resto
Fissione
= rottura del Nucleo
Energia Liberata 193 MeV
(160MeV
cinetica)
U235 emissione di 2.5 neutroni
(Pu239
3 neutroni)
Il calore è l’energia di
agitazione molecolare
Ec= (3/2)KT
Fission et fusion
Énergie 1 tep/g
FISSION
Neutron
Noyau lourd Uranium
Neutrons
Énergie 10 tep/g
Neutron
Noyaux légers H2
FUSION
U
238
92

 n U
imm
239
92
e
 Np
23min
239
93
e
 Pu
56 h
239
94
LA MASSA CRITICA: per avere una reazione a catena sostenuta
FISSIONI A CATENA con produzione di Neutroni
URANIO
Arricchito in
235
Neutroni uscenti
La sfera:
Massimo volume con minima superficie
Se i neutroni prodotti sono uguali a quelli persi : Stazioanario
La Bomba Atomica
Massa sottocritica
Esplosione tradizionale
Massa
Critica!!
BOMBA
H
Fissione Nucleare
Fusione
Nucleare
IMPLOSIONE
e poi ESPLOSIONE NUCLEARE
Il Reattore Nucleare non è una Bomba
Com’è fatto un reattore Nucleare?
Reazione di Fissione “a catena”
controllata
Barre di CONTROLLO
Il nocciolo è riempito di
FLUIDO REFRIGERANTE
U
238
92

 n U
imm
239
92
e
 Np
23min
239
93
e
239
 Pu94
56 h
Auto-fertilizzanti
Barre di COMBUSTIBILE
NOCCIOLO del Reattore
Principe de fonctionnement d’un Réacteur à Eau Pressurisée
PWR
Pressurised Water Reactor
Liquid Metal Fast Breading Reactor
LMFBR
Produce più combustibile di quanto ne consumi!
Ricerca
SCORIE RADIOATTIVE
Esempio: Reattore da 1000MW = 30MW x 4 (FERMO)
Una tonnellata di U238 arricchito al 3.3% di U235 (ad acqua leggera)
All’inizio 33Kg di U235 e 967 Kg di U238
Dopo 3 anni..... 8Kg di U235, 942 Kg di U238 +
35Kg di prodotti di Fissione
15Kg di Attinidi (elementi più pesanti dell’Uranio)
200-500 m3 di rifiuti radioattivi
90% a bassa radioattività
10% ad alta radioattività (nelle barre di combustibile)
Scorie
Idrocarburi
Nucleari
Composition du combustible usé
Combustibile Irraggiato
In contenitori : 3cm acciaio, 30cm di Pb, 10cm di acciaio
(criteri di sicurezza)
50 Ton per trasportare 15 elementi
Trasportati in impianti di riprocessamento o immagazzinati
Negli impianti di riprocessamento si recuperano
U235, U238 e Pu usato per i reattori veloci.....e le bombe....
Immagazzinamento in formazioni geologiche stabili
(per esempio miniere di sale)
a) Nel caso gli elementi di combustibile non siano
riprocessati, il potenziale di rischio biologico diventa
come quello del minerale di partenza dopo 20000 anni.
b) Se si toglie ( per riusarlo) il Pu, dopo 2000 anni.
c) Tenedo presente che si trova in zone inaccessibili, se si
accetta un rischio 10 volte quello del minerale di
partenza, dopo 400 anni.
Si possono “bruciare le scorie radioattive?
RADIOTOXICITÉ DES
DÉCHETS ULTIMES
Unat
10000
Comb.
usé
Radiotoxicité relative
1000
GEN IV
Traitement et
Déchets
ultimes
Re-fabrication
PF
NR
100
Actinides
Combustible usé sans retraitement
(Pu + AM + PF)
10
1
Verres
classiques
(AM + PF)
Verres sans AM
(PF seuls)
0,1
10
100
1000
10000
Temps (années)
100000
1000000
Les réacteurs à neutrons rapides
Consomment 100 fois moins d’uranium
U238
Pu239
RNR sodium
expertise
RNR gaz
Phénix
expérience
Brûlent les déchets à durée de vie longue
Choix
technologique
Prototype
Nouveau
réacteur
2012
2020
2040
Et l’hydrogène ?
Pile à
combustible
Stockage
Distribution
H2
cycles q chimiques
Electrolyse
Gazéification
de la biomasse
Biomasse
Solaire
Éolien
Hydraulique
Vaporeformage
Nucléaire
Bilancio Energetico per una Centrale
ENERGIA PRODOTTA
Ep
Reattore
Ec
Energia per la costruzione
Energia per la dismissione
Ed
Energia di funzionamento
Ef
Ep > Ef+Ec+Ed
(combustibile
manutenzione
funzionamento ecc.)