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Visualizza la versione completa : La produzione di fosforo, positroni e neutroni



uforobot
09-07-2008, 16:00
Leggendo sul web qua e la', ho scoperto che è possibile produrre fosforo (e contemporaneamente anche positroni e neutroni), bombardando un bersaglio di alluminio con particelle alfa da 2,5 Mev.

Storia della fisica. Il premio Nobel e la fuga in America (http://www.minerva.unito.it/SIS/Fermi2/Fermi2.htm)

L'energia nucleare (http://www.griffini.lo.it/laScuola/prodotti/esami2007/LaGuerraFredda%28Cremonesi%29/energianucleare.htm)

http://img229.imageshack.us/img229/2906/alluminiovh8.jpg

Necessitano 25 tubi di rame che nel disegno non si vedono per ovvii motivi di spazio.
Se la distanza tra tutti i tubi è 10 millimetri, allora il calcolo della larghezza dei tubi è la seguente.
tubo1 = 2,94 millimetri
tubo2 = 13,65 millimetri
tubo3 = 20,63 millimetri
tubo4 = 26,27 millimetri
tubo5 = 31,14 millimetri
tubo6 = 35,48 millimetri
tubo7 = 39,45 millimetri
tubo8 = 43,12 millimetri
tubo9 = 46,55 millimetri
tubo10 = 49,79 millimetri
tubo11 = 52,85 millimetri
tubo12 = 55,78 millimetri
tubo13 = 58,58 millimetri
tubo14 = 61,27 millimetri
tubo15 = 63,86 millimetri
tubo16 = 66,36 millimetri
tubo17 = 68,79 millimetri
tubo18 = 71,14 millimetri
tubo19 = 73,42 millimetri
tubo20 = 75,65 millimetri
tubo21 = 77,81 millimetri
tubo22 = 79,93 millimetri
tubo23 = 81,99 millimetri
tubo24 = 84,01 millimetri
tubo25 = 85,99 millimetri

Da notare che i tubi di rame diventano sempre più lunghi avvicinandosi al bersaglio, questo perchè le particelle alfa subiscono un'accelerazione continua e quindi la loro velocità aumenta sempre più.

uforobot
10-07-2008, 15:43
Mi ero dimenticato di scrivere che il gas elio è il più nobile di tutti i gas, questo significa che non è necessario che il contenitore sia di vetro; potrebbe essere anche di plastica trasparente.

Di sicuro l'elio non reagisce con la plastica producendo eccessi di calore, invece il gas idrogeno reagisce quasi con tutto, a 3000 gradi l'idrogeno reagisce perfino con il tungsteno creando idruri di tungsteno e quindi eccesso di calore.

Ma fortunatamente qui in questa discussione l'idrogeno non c'entra proprio niente, mi riferisco infatti al gas elio che è un gas nobile la quale quando viene ionizzato emette particelle alfa.
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Simile discorso anche il per target di alluminio, l'alluminio non è nobile come il platino perchè reagisce con molti materiali, ma certamente non reagisce CHIMICAMENTE con le particelle alfa (elio).

A parte il fatto che non è corretto parlare di nobiltà per i materiali solidi, soltanto qualche gas è nobile ma l'importante è intendersi.

Guai a respirare qualche granellino di povere di berillio, ma io sto parlando di alluminio e non di berillio.

Il litio è meglio lasciarlo perdere perchè ad appoggiarlo sul tavolo già reagisce con l'ossigeno dell'aria e poi reagisce chimicamente anche con il sudore delle mani; , ma io sto parlando di alluminio e non di litio.
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Vero che il fosforo è velenoso.... ma è anche vero che il fosforo che viene prodotto con questa procedura è un isotopo instabile che dopo soli 3 minuti e 15 secondi decade in silicio, è scritto qui.
http://www.brera.unimi.it/SISFA/atti/2003/3-15Robottibari.pdf

Sicuramente c'è eccesso di calore: perchè la somma aritmetica della massa del nucleo dell'atomo di alluminio e la massa del nucleo dell'atomo di elio...è MAGGIORE di quella del silicio.

I positroni velocemente attirano i primi elettroni che incontrano ed otteniamo eccesso di calore.
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Ma qualcuno potrebbe domandarsi perchè usare un'incasinato acceleratore di particelle per produrre particelle alfa, anzichè usare un pezzo di materiale radioattivo come il polonio o altro.

Prima di tutto va considerato che qui in Italia, come in tanti altri paesi, le leggi a riguardo dei materiali radioattivi sono molto restrittive: in particolare è vietata la vendita, il trasporto, la produzione, eccetera, eccetera.

La legge è talmente restrittiva che addirittura mi viene il sospetto che ci sia qualche potente lobby che spinge i governi a fare leggi cosi strane.

Ma a parte il fatto legislativo, un pezzo di materiale radioattivo emette nell'aria circostante una corrente alfa nell'ordine di 1 miliardesimo di ampere quindi non serve a niente.

Tutt'altro discorso un acceleratore di ioni di elio, le correnti in gioco (correnti alfa) sono di intensità un milione di volte più grande.

L'intensità della corrente alfa fa la differenza tra un'inutile pezzo di polonio e l'accelratore: il primo è introvabile, illegale, inutile...il secondo è di difficile realizzazione tecnica (perchè difficile calcolare le lungezze dei tubi) ma sicuramente interessante è può dare risultati soddisfacenti.

Quindi: quando una persona scrive la frase "ma invece di fare quel casino,... non faccio prima con un pezzo di polonio ? o radio ?".
Ecco! questa è una frase stupida!
Stupida perchè in pratica il polonio non esiste ed è illegale, e produce un'intensità di corrente alfa cosi bassa che non serve a niente.

uforobot
12-07-2008, 14:19
Quanta energia ottengo con 1 litro di elio ?
Oggi tenterò di rispondere a questa domanda...

Una mole equivale a 6,022*10<sup>23</sup>

Una mole di elio possiede una massa di 4 grammi (qualcuno mi corregga se sto sbagliando)

1 litro di elio ha una massa di 0,17 grammi

Numero atomi = 6,022*10*<sup>23</sup>0,17/4=2,55935 *10<sup>22</sup> atomi

dunque in un litro di elio ci sono circa 2,55935 *10<sup>22</sup> atomi

Ogni atomo di elio che reagisce nuclearmente con l'alluminio, crea un nuovo atomo di silicio che sostituisce i precedenti atomi di alluminio ed elio, ambedue contemporaneamente.

massa del nucleo dell'atomo di elio = 3,72840103 Gev
massa del nucleo dell'atomo di alluminio = 25.13314995 Gev
massa del nucleo dell'atomo di silicio = 26.16148372 Gev
difetto di massa = He + Al - Si = 3,72840103 + 25,13314995 - 26,16148372
difetto di massa = 2,7 Gev
1 litro di elio equivale a 2,55935*10*<sup>22</sup> atomi
1 litro di elio produce ---> 2,7 Gev*2,55935*10*<sup>22</sup>
1 litro di elio produce ---> 2,7 Gev*2,55935*10*<sup>22</sup>
1 litro di elio produce ---> 6,91*10*<sup>22</sup>Gev = 6,91*10<sup>31</sup>elettronvolt
1 joule =6,24*10<sup>18</sup> elettronvolt
quindi
1 joule sta a 6,24*10<sup>18</sup> elettronvolt come Incognita sta a 6,91*10<sup>31</sup>

incognita = 6,91*10<sup>31</sup> / 6,24*10<sup>18</sup>

incognita = 1,1*10<sup>13</sup> joule

quindi 1 litro di elio genera 1,1*10<sup>13</sup> joule

1 Wattora = 3600 joule
1 KWH = 3,6 milioni di joule

1,1*10<sup>13</sup> joule sta a incognita come 3,6*10<sup>6</sup> joule sta a 1 KWH

incognita =1,1*10<sup>13</sup> / 3,6*10<sup>6</sup>

incognita =0,3 *10<sup>7</sup> chilowattora

incognita =3 *10<sup>6</sup> chilowattora

1 litro di elio produce 3 milioni di chilowattora

non sembra una produzione tanto male!

Quanto costa 1 litro di elio ?

Ovviamente poi ci sono le perdite dovute alla dissipazione termica, anche fosse che perdiamo il 90%, il risultato sarebbe buono comunque.

sweetdark
12-07-2008, 18:47
ciao

scusa l'ignoranza ma come fai ad avere le particelle alfa dall'elio? si è vero hanno lo stesso nucleo ma nel tuo schema non capisco come sia possibile ottenerle ovvero come possa ionizzare l'elio per avere le particelle alfa.

bye libero

uforobot
13-07-2008, 08:40
ciao

scusa l'ignoranza ma come fai ad avere le particelle alfa dall'elio? si è vero hanno lo stesso nucleo ma nel tuo schema non capisco come sia possibile ottenerle ovvero come possa ionizzare l'elio per avere le particelle alfa.

bye libero

Guarda il disegno del post di apertura...
ci sono dei tubi di rame, li vedi?
Poi c'è disegnato un generatore di segnali...
Lo vedi?
Per ottenere le particelle alfa dall'elio si deve ionizzare l'elio con l'alta tensione, le vere particelle alfa possiedono almeno 2,5 Mev di energia.

Se si volesse fare lo sbaglio di produrre particelle alfa con solo 2 poli...occorrerebbero 2,5 Megavolt, ma siccome è impossibile avere una tensione elettrica cosi alta, allora si usa la strategia degli acceleratori di particelle lineari i quali usano tanti poli anzichè 2,... (in modo tale che soltanto 100 kvolt siano sufficienti).
In questo specifico caso,... i poli (padon i tubi) sono 25

100 kvolt moltiplicato 25 quanto fa ?

In teoria si potrebbe generare particelle alfa con un pezzo di polonio o radio o gas radon, ma questi materiali non li vendono in drogeria e poi la corrente alfa dispersa nell'ambiente è troppo bassa, quindi questi materiali sono inutili perchè la corrente alfa è 1 miliardesimo di ampere, e pi questi inutili materiali sono pure illegali.
Allora l'unico modo valido per produrre una forte corrente alfa da 2,5 Mev è l'acceleratore di particelle illustrato nel disegno del post di apertura.
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Certo!
Non basta ionizzare elio per ottenere particelle alfa, è necessario che gli ioni di elio abbiano un'energia di almeno 2,5 Mev, su questo sono d'accordo con te.

Le lunghezza dei tubi di rame sono state calcolate con il software seguente
Freeware Italiano by Freeonline.it - Programmatore: Giuffrida Gaetano (http://www.freeonline.org/pr/pr-4057/App.%20per%20progettare%20un%20acceleratore%20line are)

e poi nel disegno del post di apertura è disegnato un target di alluminio di forma rettangolare, a dire la verità quella forma rettangolare è sbagliata perchè il target dovrebbe essere un tubo di alluminio dove dentro scorre l'acqua di raffreddamento.
Senza acqua di raffreddamente il target si squaglierebbe subito.

e l'acqua calda dove dovrebbe andare ?
L'acqua calda dovrebbe andare a finire nella caldaia, quindi nel generatore di vapore, il vapore nella turbina, la turbina fa girare il generatore elettrico, il generatore elettrico alimenta in parte il generatore di segnali disegnato nel post di apertura.