Discussione: neutroni

Originariamente inviata da tecnonick

Ciao Hellblow, ottimo intervento il tuo, anche se eravamo già al corrente di questi problemi, ma se mai riusciremo a mettere in piedi qualcosa di "semplice" piano piano vedremo di risolvere tutto, non tanto per il vuoto che è fattibile (ho le pompe che servono) ma più per la focalizzazione, e anche per l'urto delle particelle sul tubo, inevitabile vista la stessa polarità. Però mi chiedevo questo, 70 anni fà l'acceleratore non era ne focalizzato e ne con altri accorgimenti, eppure riuscivano a fare trasmutazione di elementi, utilizzando però alta tensione. Vorrei replicare un lineare di 70 anni fà, ma di dimensioni non troppo esagerate. Il ciclotrone necessita di un magnete enorme per riuscire a far stare in orbita le particelle, perchè altrimenti queste dopo 3 giri si allargano verso le pareti del ciclotrone e non combinano niente, certo questo detto a grandi linee e per quanto ne so io, poi non so se per arrivare ad un energia di "solo" 2Mev basta un campo magnetico di potenza inferiore rispetto a quello generato dal mastodontico elettromegnete che si vede nei ciclotroni in rete...

Hai detto bene, 70 anni fa le particelle si allargavano. I primi acceleratori usavano un campo magnetico verticale rispetto alle piastre di accelerazione elettrostatiche. In pratica la particella si ritrovava con il vettore campo magnetico in una certa direzione (bonariamente diciamo da sopra a sotto) e con il vettore dovuto al campo elettrico in direzione tale, rispetto al vettore magnetico, da accelerare lungo un piano ipotetico le particelle. Infatti a causa della disposizione dei vettori agenti sulla particella carica questa veniva accelerata fra le placche seguendo una traiettoria spiraliforme verso l'esterno, su un piano appunto. Conoscendo campo elettrico, massa della particella, dimensioni dell'apparato e campo magnetico (tutti parametrizzabili progettualmente) si riusciva a determinare la zona da dove il fascio usciva. La differenza sostanziale (tieni conto che comunque il fascio era poco collimato) consiste nel fatto che tenere le particelle in un'orbita circolare richiede dei campi magnetici che facciano da guida alle particelle mentre in quel caso il sistema diciamo che aveva una sua stabilità intrinseca. Un paio di modi semplice di costruire un acceleratore che non necessita per forza di magneti per mettere a fuoco il fascio è appunto il sincrotrone oppure piccoli acceleratori lineare. però non si possono raggiungere energie elevate e questo è il limite degli acceleratori "semplici".

Bè ma secondo te, è possibile riuscire ad ottenere energia per creare neutroni in quantità sufficiente per attivare il materiale che ha più probabilità di essere attivato? fino ad oggi si parlava di 2MeV, che sarebbero 2MV, con tensioni inferiori potremmo ottenere qualcosa? da qualche parte, ma non ricordo dove, ho letto che già con 450kV si poteva trasmutare qualcosa, sempre tramite piccolo lineare.

Come sorgente di neutroni si potrebbe tentare di usare un Fusor, che fra l'altro viene usato appunto per questo. Un acceleratore di particelle infatti necessita di ioni, elettroni o protoni ma non può accelerare neutroni che sono neutri. Invee un fusor riesce a generare neutroni partendo da deuterio che fondendo genera elio + neutroni secondo le reazioni:

D + D --> T (1.01 MeV) + p (3 MeV circa)
D + D ---> 3He (0.82MeV) + n (2.5 MeV circa)

che se non ricordo male sono al 50% di probabilità. In pratica se vi servono neutroni un acceleratore di particelle non và bene. Ovviamente maneggiare neutroni è pericoloso ragazzi, non si tratta di giocattoli. Se si sbaglia si muore con queste cose.

Se vi servono protoni o elettroni o altri ioni pesanti accelerati un lineare può andare bene ed è facile da metter su.

Ancora con 'sta storia del fusor.

Il fusor lo sta già facendo Testacoil e non conviene farlo perché l'acqua pesante non la regalano.
Diverso è il discorso di lanciare ioni di elio contro un target freddo e solido di berillio.

http://www.phys.uniroma1.it/DipWeb/m.../genartneu.htm

Si non mi piace neanche a me il fusor, preferisco stare sul lineare. Però ufo, tu stesso hai postato un documento nel quale si legge chiaramente che utilizzano DEUTERIO e tensione di 200kV (non 2MV come dovremmo fare noi), quindi? ti contraddici?

Neanche un acceleratore lineare fatto come Dio comanda lo regalano eh.

Ciao Hellblow !!!!!

Bentornato.... ne sono successe di cose....

Un abbraccio,

scusate l'OT.

Lo so lo so, vi ho comunque seguiti

Originariamente inviata da tecnonick

quindi? ti contraddici?

Non del tutto!

Il fusor non utilizza bersagli solidi ma semplice gas e questo crea grossi problemi di confinamento.


Con riferimento a quell'ultimo link, faccio copia e incolla della quarta pagina scritta dallo stesso Fermi nel 1937.

Il gas cosi purificato viene condotto da una tubazione alla valvola a spillo e di nuovo immesso nella sorgente.
La sostanza bombardata deve contenere un'alta percentuale di deuterio ed essere stabile anche sotto il bombardamento degli ioni.
Abbiamo trovato conveniente usare il ghiaccio di acqua pesante mantenuto a bassissima temperatura con un raffreddamento ad aria liquida.
Riportiamo brevemente i risultati ottenuti fino ad ora, che hanno tuttavia un carattere assolutamente preliminare.
Nelle condizioni di funzionamento della sorgente già descritta, la massima corrente di ioni che siamo riusciti a raccogliere è di 40 microampere.
Anche con un corrente cosi debole, e con la tensione relativamente bassa da noi usata, si ottiene una sorgente di neutroni equivalente a circa 2,5 Curie di emanazione + berillio; pari cioè a circa il triplo delle più forti sorgenti da noi usate fino ad ora.

Commento di uforobot.
si riferiva secondo me alle sorgenti naturali di neutroni che sono polvere di berillio mescolate con polvere di radio o altre cose, in altre parole: una sorgente naturale di neutroni non può competere con una sorgente artificiale di neutroni progettata con intelligenza.
(Fa eccezzione alla regola l'americio che all'epoca non esisteva perchè non esistevano le centrali nucleari che lo producono).

Ciò potrà ottenersi aumentando fino a 40 0 50 Kv la tensione di alimentazione della sorgente (2).
Questo perfezionamento renderà necessario ricostruire la sorgente di ioni ed il suo sistema si alimentazione.
Se queste modificazioni daranno risultati che è lecito attendere, il nostro tubo potrà produrre 5*10^9 neutroni al secondo, ciò potrà permettere nei casi più favorevoli, la produzione di radioelementi artificiali con attività di alcuni millicurie.
Sarà allora possibile eseguire molte ricerche, per le quali le sorgenti fin qui avute a disposizione sarebbero del tutto insufficienti.
Naturalmente attività enormemente più grandi si otterrebbero se potessimo disporre di tensioni dell'ordine di 1000 Kv.
Un vantaggio sensibile sarebbe anche in tal caso di potere usare il berillio come sostanza bombardata, invece del ghiaccio pesante.

nota di uforobot:
per ghiaccio pesante, lui intendeva ghiaccio fatto di acqua pesante, non voleva intendere che il ghiaccio pesava tanto sulla bilancia

Si renderebbe cosi inutile il raffreddamento con aria liquida e si ridurrebbe in conseguenza l'ingombro intorno alla sorgente di neutroni, permettendone una migliore utilizzazione.

nota di uforobot:
Fermi era cosi convinto di volere usare target freddi e solidi, che addirittura congelava l'acqua pesante facendola diventare un target solido e freddo.
La filosofia di usare terget solidi non è nella filosofia del fusor e neanche nella filosofia dell'ITER.
Nel fusor e ITER c'è la necessità di comprimere fortemente il gas il magnetismo, ma queste tecnologie non sono adatte per un garage.
Alla fine; Fermi aveva compreso che la soluzione più praticabile era usare un target di berillio

ufo daccordo sul berillio, ma come vedi tu stesso lui accelerava DEUTERIO (non mi riferisco al targhet di acqua pesante ghiacciata), leggi bene...... non elio o altri gas

Ma no il problema non è il confinamento del gas o del plasma, tutt'altro è molto facile confinare il tutto in un fusor e di molto rispetto altri impianti di fusione nucleare. Il problema per voi invece è che i neutroni si dipartono in modo radiale dal centro e non sono direzionati MA data l'alta quantità di neutroni questo non dovrebbe essere un problema insormontabile. Vi ricordo che è pericoloso l'aggeggio eh...

Dunque...
Per accelerare le particelle a grande velocità, serve un buon livello di vuoto.

Non un vuoto perfetto, perchè altrimenti non si accelera niente.

Il livello di alto vuoto è indispensabile perché altrimenti il generatore va in corto circuito oppure decade la tensione elettrica perché ha una sua resistenza interna.

Inutile illudersi di fare un livello di vuoto basso ed utilizzare una centrale elettrica di enorme potenza, perché scomparirebbe tutto in una bagliore di luce accecante, senza concludere niente.

e allora il livello di vuoto alto è importante.

La scemenza del fusor, consiste nel fatto che il target è un gas di idrogeno (o deuterio), il gas si espande e allora il livello di vuoto scompare.

Tanta fatica per fare il vuoto, e poi il vuoto scompare perché abbiamo messo un target gassoso.

e allora c'è qualcuno che pensa che il gas contenuto nel fusor deve essere rarefatto.
Si tratta di un pensiero poco intelligente perché la sezione d'urto dipende moltissimo dalla densità del gas cioè dipende dalla densità del target.

e allora mi ritrovo tra l'incudine e il martello;

1. se nel fusor il livello di vuoto è alto, non c'è resa perché la sezione d'urto è bassa,
2. se nel fusor il livello di vuoto è basso, non c'è resa perché le particelle non accelerano a causa che le praticelle si frenano una con l'altra, insomma non c'è un livello di vuoto soddisfacente

In un modo o nell'atro, il fusor non rende.

e allora si deduce che il target deve essere denso, perché essendo denso c'è più probabilità che si verifica qualche collisione.
Ma se è vero che deve essere denso, allora deve essere solido, e deve essere anche freddo perché essendo freddo siamo sicuro che non c'è un cambiamento di stato, da solido a liquido.

Quindi per fare un lavoro fatto bene: il target dovrebbe avere un raffreddamento forzato, mediante (per esempio) un circuito idraulico dove passa l'acqua di raffreddamento.

Originariamente inviata da tecnonick

ma come vedi tu stesso lui accelerava DEUTERIO

Fermi accelerava dueterio perchè con il deuterio 360 Kv sono bastevoli, invece con il berillio ne servono almeno 1,25 Mv
Però il berillio è molto più denso del gas di deuterio, e quindi produce più neutroni, senza incasinarsi la vita con i campo magnetici.
Cioè la sezione d'urto è più grande rispetto al gas di deuterio.
Se si desidera produrre tanti neutroni, il berillio è migliore, se invece si preferisce produrre pochissimi neutroni, allora va bene il fusor.

Ma nel fusor, l'energia che spendi è maggiore di quella che ottieni, conviene allora produrre tanti neutroni che a sua volta possono essere utili per produrre combustibile nucleare (per esempio tipo trasmutare il torio in uranio233 oppure produrre altri materiali radioattivi che potrebbero essere utili).

Originariamente inviata da uforobot

A) Se si desidera produrre tanti neutroni, il berillio è migliore,
B) Ma nel fusor, l'energia che spendi è maggiore di quella che ottieni, conviene allora produrre tanti neutroni [...]

A) Ma la reazione che intenderesti fare è Be9 + alfa?
B) Tu pensi che l'unione dei passaggi seguenti dia un bilancio energetico positivo? Accelerazione particelle --> produzione n dal Be --> attivazione neutronica di un qualche materiale --> fissione. Hai qualche calcolo a supporto? A me pareva d'aver capito che Tecnonick s'accontentava del primo passaggio: la produzione dei neutroni...

Ufo non so da che parte cominicare, però documentatevi meglio perchè fra imprecisioni e cose scorrette prevedo molti problemi in questo vostro progetto. Rileggiti l'ultimo post e confronta con della buona documentazione vedrai che mi darai ragione. Non rispondo punto per punto perchè cosi' ti viene la curiosità di verificare. Guardati:

REazione di fusione
Funzionamento del fusor e rendimenti
funzionamento di un acceleratore lineare
funzionamento dei reattori a fusione nucleare
motivazioni dell'uso del vuoto nell'accelerazione delle particelle.

Ciao...

Interessa produrre neutroni per produrre materiali radioattivi da vendere.

Controllati anche gli aspetti legali di questa cosa, che personalmente non mi piace. Infatti smetto di darvi suggerimenti.

Originariamente inviata da uforobot

ne risulta che io posso scrivere...
spazio = (1/2) * velocità * tempo

da notare la differenza con il moto a velocità constante che è...
spazio = velocità * tempo

la differenza tra moto costante e accelerato, è soltanto quel mezzo (1/2).

Certo, la differenza è solo quel 1/2, e magari il fatto che nel moto a velocità costante la velocità è appunto costante, mentre in quello accelerato la velocità è una funzione del tempo.
Quindi la formulina
spazio = (1/2) * velocità * tempo
non serve a nulla se si hanno come dati il tempo trascorso e l'accelerazione (costante). Mnetre se imponi arbitrariamente una velocità costante in quella formula salta fuori una cosa assurda.
Forse prima di avventurarsi nella fisica nucleare sarebbe meglio ripassare quella classica

Originariamente inviata da tia86

Forse prima di avventurarsi nella fisica nucleare sarebbe meglio ripassare quella classica

Bene!
Allora adesso sarebbe cosa gradita e gentile se scrivessi l'equazione della fisica classica che serve per calcolare lo spazio, sapendo che il moto è accelerato.

spazio = ?

Originariamente inviata da uforobot

Bene!
Allora adesso sarebbe cosa gradita e gentile se scrivessi l'equazione della fisica classica che serve per calcolare lo spazio, sapendo che il moto è accelerato.

spazio = ?

L'hai gia scritta nel post quotato, s(t) = 1/2 * a * t^2.
E' la comparazione tra le due formule (uniforme e accelerato) che è senza alcun senso.
Come è senza senso ficcare dentro a s(t) = 1/2 * v(t) * t una funzione v(t) costante nel tempo (ovvero significa imporre che non c'è accelerazione perchè la velocità è appunto costante).

Nel moto accelerato, è intuitivo che si intende la velocità finale.

Inoltre a*t=velocità

S= 1/2*a*t^2
S= 1/2*a*t*t

sostituisco a*t con v

S= 1/2*v*t

S= 1/2*v_finale*t

ho messo la parola "finale", contento ?