Discussione: neutroni

Originariamente inviata da uforobot

Vero anche che per superare la barriera coulombiana del (protone-litio) mi basta soltanto 1 Mev mentre invece con (elio-berillio) ne servono almeno 2 di Mev.

Uforobot,
ti ripeto che ragionare secondo la fisica classica quando il fenomeno che accade è tipicamente quantistico non è proficuo.
A tal proposito, devo tra l'altro correggermi. Infatti ho finalmente trovato i grafici con le sezioni d'urto per la reazione alpha+Be9. La reazione alpha+Be9, che rende poi 1 n, è già conveniente a 1,5 MeV (pari a 5,2 bn), anziché 2 MeV; mentre è eccezionale se si potessero dare 7,7-7,9 MeV. Lì la sezione d'urto sarebbe circa 690 bn!!
Quindi si deduce che il valore della barriera coulombiana classica non è poi così informativo. Se da un lato ci dà una blanda idea dell'energia necessaria per una reazione nucleare, dall'altra non ci dà alcuna informazione sulla probabilità che si avveri quella particolare reazione. Nel caso alpha+Be9 la probabilità massima (ovvero la sezione d'urto massima) infatti è, come detto prima, sui 7,7 MeV. Nulla vieta di usare proiettili meno energetici: la reazione semplicemente renderà meno neutroni.
Consultando poi altre tabelle, mi sono accorto di un'altra possibilità interessante, seppur meno fattibile. È possibile produrre neutroni anche bombardando con elettroni il Nb93. La sezione d'urto è 1 bn quando l'energia degli e- incidenti è 100 MeV; decisamente alta! Tra l'altro, penso che si dovrà anche calcolare quanto sarà intensa l'emissione di raggi X a queste energie.
Ci sono anche tabelle riassuntive di studi sulla fissione di Th, U e Pu indotta da elettroni. Peccato che le sezioni d'urto siano piccole, tutte < o = 0,01 bn per energie degli e- incidenti > o = 100 MeV.

Voi dite che potete usare H, He, Li, Be... Ma avete provato a guardare le sezioni d'urto di tutte le possibili combinazioni proiettile-bersaglio degli elementi scritti prima, per vedere qual è la più conveniente? Dove per "più conveniente" s'intende quella che offre la maggior sezione d'urto alla minor energia del proiettile incidente.

il morale della favola è questo: volendo spendere il meno possibile, bisogna stare sull'accelleratore elettrostatico elementare, quindi 2 elettrodi e alta tensione. Allo stesso tempo necessitano 2 elementi che permettano di avere un minimo di risultati con la minor energia possibile, quindi la minor tensione possibile. Perchè comunque, non è proprio semplice gestire 1 megavolt. Non potendo aver modo di reperire il deuterio e trizio non restano molte strade, si tratta quindi di dimensionare questo tubo accelleratore in modo da poter lavorare con quello che possiamo reperire. Per aumentare l'energia, ufo cosa voleva fare: l'accelleratore eletttrostatico a più stadi, ma secondo i suoi calcoli, ad esempio necessiterebbe di una tensione di 50kv alla frequenza di 30mhz, volendo provare questa strada, avete qualche idea su come procedere? Sapevo che il klistron, oltre che nella versione di generatore di frequenza fisso, è anche in versione amplificatore, ovvero applico una differenza di potenziale fissa che modulo con un segnale di ampiezza inferiore in ingresso. Però non ho trovato nessun documento a riguardo, quindi non idea di come si potrebbe procedere utilizzando quella valvola. Avevo pensato che volendo si potrebbe realizzare un tetrodo dimensionato per i 50kV, con il quale sarebbe forse possibile ottenere questo segnale.

Mi sto leggendo un pò di documenti che spiegano in italiano chiaro come è fatto un accelleratore lineare che sfrutta le microonde, da quel che ho capito, tutti i conti di ufo in parte non servono a niente, perchè in poche parole l'accellerazione degli elettroni o ioni avviene non grazie alla differenza di potenziale tra gli elettrodi, ma grazie alle onde ELETTROMEGNETICHE, che nel caso dei LINAC (accelleratori lineari a corrente alternata) sono microonde di diversa frequenza e intensità in base all'energia che si vuole ottenere.

Se non ho capito male accade questo: abbiamo un catodo e un anodo posti ad una certa differenza di potenziale, per esempio a 20kV, appena inietto delle particelle di elio, gli elettroni si dirigono verso l'anodo inquanto è positivo, mentre i protoni del suo nucleo se ne vanno conto il catodo che è negativo, se nel catodo faccio un foro, alcuni protoni escono da questo foro e vanno a finire in un tubo accelleratore dove ci sono le onde elettromagnetiche, alcuni di questi questi protoni si trovano nel punto giusto del tubo per essere accellerati da queste onde, altri invece sono frenati e altri ancora sono fermi, vedendo com'è fatto questo tubo, noto che ci sono vari punti a forma di conca e altri diritti, ipotizzo che l'accellerazione avvenga in queste conche. Ora, da quel che ho capito, l'impulso dei 20kV per sparare il protone nella zona a microonde è in fase con quello che viene dato al magnetron o klystron per generare la microonda, immagino che se cosi non fosse, il protone quando è uscito dal foro del catodo tenderebbe a tornane indietro, perchè il catodo è negativo e lo attrae sempre, ma forse se questo protone appena uscito dal foro del catodo trova le microonde che se lo acchiappano, e non torna indietro ma continua a cavalcarle fino a giungere contro il target, ditemi se ci ho capito qulcosa o sto sparando una valanga di str....te

Ho potuto controllare alcuni grafici che riguardavano le seguenti reazioni, con produzione di almeno un neutrone:
He4 + He4, Li6 + Li6, Li7 + He4, Li7 + p, Be9 + He4, Be9 + p.
Effettivamente, la più conveniente (cioè quella che offre la maggior sezione d'urto alla minor energia) è proprio la He4 + Be9.

Ovviamente voi state certamente progettando tutte le schermature contro i neutroni opportune, vero? E andrete a fare i vostri esperimenti in un luogo idoneo?

Un'osservazione. Alla frequenza di 30 MHz corrisponde una lunghezza d'onda nel vuoto di 10 m. Ora, da quel che ho capito, il vostro tubo, alimentato a RF, sarà lungo 9 m. Quindi è come se voi steste realizzando un'antenna a quasi una lunghezza d'onda. Il risultato sarà che voi perderete un sacco di energia per irraggiamento dal vostro acceleratore perché, anziché essere un acceleratore, si comporterà da ottima antenna trasmittente.

No nabla, i 30mHz non sono riferiti all'accelleratore elettrostatico, ma al linac che nulla ha a che vedere con l'elettrostatico, nell'elettrostatico si pensava semplicemente di fornite 1 megavolt di alimentazione ad un tubo di 9 metri, corrente continua, non radiofrequenza. Mentre stavo appunto leggendo alcuni documenti sugli accelleratori a radiofrequenza, e volevo capire qualcosa di più su come funzionano, perchè li non c'è alta tensione se non quella iniziale per dare la spinta preliminare al protone che poi arriverà nel tubo dove c'è la radiofrequenza.

Con 1 MV forse la sezione d'urto è troppo piccola... Dovete guardare i grafici e dipende dai vostri scopi. Io non ho ancora capito quanti neutroni/s vi serve generare. Non ho neanche capito se, dopo che avrete prodotto questi neutroni, ci sia la necessità di rallentarli...

l'idea è quella di generare una quantità sufficiente di neutroni per rendere radioattivo un certo materiale nel più breve tempo possibile, avendo a disposizione quelle poche risorse che abbiamo. Non mi interessa se il tempo sarà un ora o 50 ore, quel che conta è poter dire "ci siamo riusciti", niente più... è un esperienza non da poco.

Dunque,
1) scegliete quale materiale volete rendere radioattivo.
2) Stabilite più o meno quanti nuclei volete trasmutare.
3) Consultate i grafici con le sezioni d'urto neutroniche questa volta per determinare quale energia devono avere i neutroni (molto probabilmente andranno termalizzati) al fine di ottenere un'alta sezione d'urto.
4) A questo punto potete calcolare quant'è l'intensità neutroni/s che necessitate.
5) Fate un dimensionamento di massima del moderatore di neutroni da frapporre tra il bersaglio dell'acceleratore e il materiale da attivare.
6) Ora c'è da dimensionare il bersaglio di Be9 affinché, tenuto conto delle perdite, produca l'opportuno flusso neutronico.
7) Poi c'è da dimensionare tutto il resto: l'acceleratore, lo ionizzatore, l'alimentatore... Ma occorre anche dimensionare la schermatura che "avvolgerà" tutto l'apparato per impedire che i neutroni rallentati possano attivare altri materiali, umani compresi.

ok nabla, perfetto, però vorrei prima capire bene come funziona l'accelleratore a microonde, perchè da quello che sto intuendo riguardo le energie in gioco, di un accelleratore elettrostatico alla nostra portata magari ci possiamo fare una bella macchina a raggi x, ma niente di più, con 1 megavolt sono già al limite dello spazio pratico nel quale lavorare, però a questa tensione servono i 9 metri che non abbiamo a disposizione (ieri abbiamo visto che lo spazio nel quale collocare l'accelleratore non supera i 6 metri), e quindi bisognerebbe arrivare a 2 megavolt, questa tensione equivale a scariche in aria di 2 metri, isolare l'effetto corona e le scariche diventa un pò complicato con questa tensione. Con le microonde il problema non c'è, quindi se avete info, disegni, schemi su questa tipologia di accelleratore postateli.

Qui ci sono un paio di link interessanti, nel primo c'è un breve descrizione delle varie tipologie di acceleratori, nel secondo c'è la descrizione precisa di un semplice acceleratore in stile uforobot, lungo poco più di un metro e decisamente fattibile, ovviamente non produce l'energia di 2MeV, però potrebbe essere una base di partenza su cui iniziare a fare qualche esperimento:

http://web.unipmn.it/~ramello/acceleratori.ppt

http://accelconf.web.cern.ch/AccelCo...C1965_0652.pdf


questo potrebbe essere uno schema da considerare per alimentatore:

http://www.barc.ernet.in/publication.../200310-22.pdf

Originariamente inviata da tecnonick

rendere radioattivo un certo materiale nel più breve tempo possibile

Quale materiale avete scelto?

Originariamente inviata da tecnonick

Non m'interessa se il tempo sarà un'ora o 50 ore, quel che conta è poter dire "ci siamo riusciti", niente più...

Ma allora è nel più breve tempo possibile o è anche dopo 50 ore? Quale delle due?

Originariamente inviata da tecnonick

ok nabla, perfetto, però vorrei prima capire bene come funziona l'accelleratore a microonde..... quindi se avete info, disegni, schemi su questa tipologia di accelleratore postateli.

http://www.slac.stanford.edu/cgi-wra...c-pub-8026.pdf

Basic Linac Microwave, Part I

Ciao Elettro! quanto tempo.... come va? qui sempre a fare esperimenti siamo! allora, oggi ho messo a punto un alimentatore da un centinaio di watt in grado di offrire una sinusoide quasi perfetta alla tensione di 1kV e 14mHz di frequenza, utilizzando un prasformatore elevatore avvolto in aria, con 2 spire sul primario e 4 sul secondario, entro a 300 volt e esco a 800 volt, ci ho acceso una lampadina da 220 volt semplicemente avvicinando l'avvolgimento a 4 spire a quello a 2 spire(devo dire che ha anche un ottmo rendimento). Quindi il primo passo l'ho fatto, adesso devo elevare la tensione aumentando le spire, e poi una volta raggiunti 50kV inizierò ad aumentare la potenza in watt, questo è lo schema che ho utilizzato, chiaramente è una semplice prova, e si può migliorare, tuttavia già cosi com'è offre un alta stabilità in frequenza e in tensione e pare essere immune ai disturbi, si tratta di un oscillatore colpitts con un pò di "elaborazioni":



I condensatori C2 e C3 devono essere da 5-600 volt.

Nel momento in cui avviciniamo un avvolgimento del diametro di 10cm alla bobina L1, questo si comporta esattamente come il secondario di un trasformatore, centrandolo bene la trasmissione di energia è molto efficiente, tanto da riuscire ad accendere una lampadina da 220 volt 60 watt a piena potenza, semplicemente collegata ai due capi della seconda bobina(in questo caso è bene che questa bobina abbia lo stesso numero di spire della prima, quindi 2 spire), un effetto molto bello, energia senza fili variando la tensione di alimentazione varia la potenza erogata, infatti per accendere a piena potenza la lampadina bisogna scostarsi sui 250 volt in ingresso, questo circuito lo piloto con un variac.

L'alimentatore dovrà essere variabile in frequenza e tensione, quindi poco alla volta, tempo permettendo, lo strutturerò in modo adeguato.

Riguardo i materiali da trasmutare ci pensiamo dopo, iniziamo a fare un acceleratore in grado di erogare una certa potenza, e alimentandolo come dice ufo, quindi 50kV 30mHz, dopodichè ci limiteremo a fare delle prove per vedere se emette neutroni(quindi elio+berillio), a quel punto, se tutto ok, vedremo cosa ci possiamo combinare.

l'argomento è molto interessante, mi mancano le conoscente scientifiche per contribuire attivamente ma di generatori EHT un po' me ne intendo... (un mio generatore da 50KV viene discusso in tesi domani mattina)
quando lo realizzerai mettici un bel diodo zener 12-15V da 2W tra gate e source e ovviamente correggi il valore di C1 di conseguenza (sempre meglio verificare all'oscilloscopio) ti salverà diversi mosfet
Se non lo cosnosci già ti consiglieri l'oscillatore rojer ZVS (poca spesa tanta resa) almeno se ti serve tensione alternata, la frequenza comunque varia col carico (come del resto nel tuo circuito) su youtube troverai molti video se ti interessa vedere cosa riesce a fare, di solito si applica ai flybak ma nulla vieta di utilizzare un trasformatore in aria, allego un pdf che spiega come dimensionarlo
spero possa essere utile
royer_pdf2.pdf
Ciao
Alessio

ciao Alessio, grazie per il tuo contributo, però avevo pensato di evitare quel tipo di oscillatore proprio perchè la frequenza varia al variare del carico, e nel nostro caso bisogna invece studiare un oscillatore che sia estremamente stabile, il colpitts lo è, però chiaramente in questa configurazione lavora proprio in estremi, quindi bisogna dimensionarlo un pò meglio, e sono già al lavoro per testare la configurazione migliore. Certamente dovremo "zenerare" il gate, ma questo nel momento in cui applicherò il secondari alta tensione.... per ora sono sotto con simulazioni circuitali, vediamo un pò come andrà....

Quanto sarà lungo l'acceleratore da 30 MHz?

Ipotizzando 50kV a 30mHz la lunghezza dovrebbe essere 166cm, e composto da 20 tubi. Però presumo che mi manterrò sui 20mHz in quanto al momento sembra il miglior compromesso per realizzare l'alimentatore, a livello di rendimento, quindi la lunghezza sarà sui 250cm.

Qualcuno conosce la sigla di un mosfet che possa lavorare almeno a 30-40mhz con tensione 5-600v e corrente di almeno 2-3A ?

Però mi ero dimenticato di dire che le particelle, quando sono dentro i tubi, non accelerano perchè dentro il tubo il campo elettrico è nullo.

Di conseguenza è sconveniente fare tubi larghi,... ma nello stesso tempo è impossibile avere un anello spesso zero millimetri, questo significa che c'è un piccolo calo della tensione efficace.

La riduzione del valore efficace dipende dallo spessore dell'enello se lo spessore fosse zero millimetri, la riduzione sarebbe zero.

Ho dovuto rivedere i conteggi e aggiornare il software che come sempre sta qui.
http://www.gencodex.com/lineare.zip

si tratta di aggiungere 3 anelli in più rispetto a prima.

in totale 23 anelli (anzichè 20)
Però nessuno mi aveva detto che dentro un tubo il campo elettrico è nullo e quindi non c'è accelerazione in quel tratto, e allora cosa serve io metto online le cose ?
.
.
.
.

non è un problema quello ufo, allora ho messo a punto una bozza di alimentatore rf da 40mHz circa con una potenza di picco sulla parte più alta della semionda di circa 1,2kW, ora però avrei bisogno che qualcuno mi dia dei consigli su come proteggermi da questa radiofrequenza, perchè questa bozza di aliementatore mi accende una lampadina da 300 watt alogena senza fili...... appena l'ho finito pubblico lo shema, al momento ho ancora qualche taratura da fare, e sopratutto devo limitarlo un attimo per poter fare le prove di conversione di tensione.

Come mosfet questa bestiola forse potrebbe fare el tuo caso http://www.st.com/stonline/products/...e/ds/10038.pdf
non ho idea di quanto costi ... comunque nel catalogo ST ne trovi per tutti i gusti

40MHz non sono poi tanti i trasmettitori delle radio e radio e delle TV vanno a un centinaio di KW a frequenze superiori non credo che tu possa subire danni ma non sono un medico. Per scaramanzia mi metterei un bel paio di mutande schermanti sempre che non vadano in risonanza e si surriscaldino

Complimenti a Uforobot per il "programmino"
Ciao
Alessio

Ciao Alessio, ho letto che le frequenze comprese tra 1 e 10gHz sono le più pericolose, inquanto scaldano, e possono fare danni anche alla vista! certo, un chilowatt non è paragonabile ai trasmettitori radio e tv, anche se in quelle cabine comunque non si può stare per più di 10 minuti mi pare. Ad ogni modo ogni consiglio da parte vostra è ben accetto.

Ottimo quel mosfet, vediamo se riesco a reperirlo!

PS.
servirebbe un mosfet che abbia una tensione di gate-source di 60-70 volt.

L'assorbimento massimo di energia elettromagnetica da parte di un uomo avviene quando il campo elettrico incidente è parallelo all'asse del corpo a frequenze tali che:
1) se in piedi su un piano di massa: h=0,2*lambda;
2) se isolato da terra: h=0,4*lambda;
dove h è l'altezza del soggetto e lambda è la lunghezza d'onda.
Quindi, per un soggetto alto 175 cm a contatto con la terra si ha risonanza quando la radiazione elettromagnetica ha frequenza pari a circa 34 MHz; a 68 MHz se isolato da terra.
Se non ricordo male, a 30 MHz, i limiti ANSI prevedono una densità di potenza max pari a 1 mW/cm^2.
Prima di progettare una schermatura, se non avete le attrezzature per effettuare le misure di campo elettromagnetico, provate a modellare l'apparato come un'antenna semplice, tipo dipolo. Poi valutàtene il modulo del vettore di Poynting alla distanza che v'interessa e controllate che non superi i limiti. Se li supera, allora schermate.

Comunque, tutti i limiti dettagliati (quindi anche quelli rispetto al SAR e ai campi disaccoppiati elettrico e magnetico) li trovate sulla CEI 111-1.

Grazie Nabla, grazie dei link, credo di essere al sicuro.... però quando accendo l'alimentatore la gente non sente più la radio alla distanza di 10 metri, in effetti il segnale erogato è molto forte, vedrò di risolvere il problema con delle schermature, farò un contenitore dedicato dove allogiare l'alimentatore.

Però c'è un altro problema, è vero che utilizzando 2 spire sul primario e 4 spire sul secondario riesco ad accendere l'alogena ed ho un segnale visto all'oscilloscopio che è a dir poco una sinusoide perfetta da circa 40mHz, ma utilizzando più spire non riesco a estrarre corrente e mi si bruciano i mosfet, un pò come nei finali rf che se non usi l'antenna li bruci. In pratica ho avvolto 100 spire di filo su un tubo da 110mm, e dopo le due spire del primario, un pò come una bobina di tesla, in questo modo pensavo di ottenere tensione elevata, invece il secondario non estrae niente! Perchè? forse vanno accordate le due bobine? Purtroppo non me ne intendo molto di circuiti radio, sapete darmi qualche dritta?

Il circuito è quello dello schema sopra? hai verificato che nel punto "A" la tensione non sia troppo alta? aumentando le spire aumenti anche l'induttanza, i picchi di tensione alla apertura del mosfet e se l'induttanza è troppo alta la corrente ovviamente diminuisce salvo accordare il tutto. per il trasformatore in aria : forse l'accoppiamento tra i due avvolgimenti "non è il massimo" e su cento spire le capacità parassite a 40MHz forse non sono più trascurabili e ti creano un circuidto LC che impedisce di accordare correttamente gli avvolgimenti.

Poi 100 spire su un supporto da 110mm corrispondono a 34,54m lunghezza d'onda dei 28,9MHz potrebbe" dare fastidio" avere un avvolgimento così lungo....

Ciao
Alessio