Il berillio è un ottimo materiale per fare esperimenti di trasmutazione nucleare.
Perchè è un ottimo materiale ?
E' un ottimo materiale perchè è un solido con basso numero protonico, essendo il numero protonico cosi basso succede che bastano solo 1,96 Mev per superare la forza coulombana del nucleo.
Per numero protonico si intende il numero dei protoni che sono contenuti nel nucleo.
All'interno della materia c'è tantissimo vuoto e il nucleo di berillio è almeno 10 mila volte più piccolo del diametro dell'atomo di berillio.
Questo significa che un fascio di particcelle alfa composto da 1 milione di particelle alfa, solo 30 interagiscono e producono 30 neutroni; gli altri 999970 si perdono per strada.
Ma se gli altri 999970 si perdono per strada, allora non serve a niente bersagliare un pezzo di berillio ?
In realtà servirebbe moltissimo perchè 30 neutroni per ogni 1000000 di particelle alfa sono più che sufficienti per innescare la reazione a catena del torio.
Il torio emette neutroni già di suo, basta un flusso esterno di neutroni per portare il torio al limite della criticità e quindi possiamo prelevare tutta l'energia che vogliamo.
Ovviamente per fare in modo che il flusso neutronico interagisca efficacemente con il torio, occorre rallentarli cioè renderli termici.
Il rallentamento dei neutroni può essere fatto con molta acqua, in oltre dopo tanti mesi o anni, l'acqua piano piano trasmuta in acqua pesante perchè l'idrogeno rarissimamente assorbe il neutrone facendo p+n=D.
Ma trasmutare acqua leggera in acqua pesante, non ci interssa: ci interssa invece bersagliare il torio con un flusso intenso di neutroni e ricavare tanta energia sotto forma di calore.
Piano piano il torio trasmuta in uranio233 che ha una massa critica leggermente minore di quella dell'uranio235.
Ma trasmutare torio in uranio233, non ci interssa: ci interssa invece bersagliare il torio con un flusso intenso di neutroni e ricavare tanta energia sotto forma di calore.
Si capisce chiaramente che bersagliando il torio con un intenso flusso di neutroni, si aprono le strade del nucleare e delle trasmutazioni: produzione di deuterio, produzione di uranio233, eccetera eccetera.
Prima avevo scritto che per superare la barriera di coulomb bastano soltanto 1,96 Mev, da dove deriva questo numero ?
Il numero deriva da questo...
Barriera di Coulomb - Wikipedia
Repulsione coulombiana in Mev = Rc
Rc = (0,9*Z1*Z2) / [A1^(1/3) + A2^(1/3)]
Dove Z sono i numeri atomici ed A i numeri di massa.
Per numeri di massa si intente la somma numerica di neutroni e protoni contenuti in un certo nucleo.
per l'elio Z1=2 (perchè nel nucleo ci sono 2 protoni)
per l'elio A1=4 (perchè 2 protoni + 2 neutroni fa 4)
per il berillio Z2=4 (perchè nel nucleo ci sono 4 protoni)
per il berillio A2=9 (perchè 4 protoni + 5 neutroni fa 9)
Applichiamo l'equazione per scoprire quanta energia deve avere una particella alfa per superare la barriera di Coulomb
Rc = (0,9*Z1*Z2) / [A1^(1/3) + A2^(1/3)]
Rc = (0,9*2*4) / [4^(1/3) + 9^(1/3)]
Rc = 7,2 / [1,5874 + 2,080]
Rc = 7,2 / 3,6674
Rc = 7,2 / 3,6674
Rc = 1,96 Mev
--------------------------------------------------
Ora si dovrebbe progettare un piccolo acceleratore di particelle che possa dare questa energia agli ioni di elio.
Ipotesi se io volessi dare 1,96 Mev all'elettrone (o protone), io dovrei applicare una variazione di tensione pari a 1,96 Megavolt.
Come mai il numero dei megaelettronvolt corrisponde al numero dei megavolt ?
La risposta risiede nel fatto che la carica elettrica dell'elettrone corrisponde numericamente al rapporto tra elettronvolt e joule
tensione elettrica = Energia / carica elettrica
volt = Joule / coulomb
joule = volt * coulomb
elettronvolt = joule / 1,6*10^-19
Ma la carica elettrica del protone o elettrone è 1,6*10^-19
ne consegue che numericamente il numero assoluto degli elettronvolt corrisponde al numero assoluto dei volt.
Quindi se io volessi dare al protone 1,96 Mev dovrei applicare una variazione di tensione elettrica pari a 1,96 Megavolt.
Però lo ione di elio possiede una carica elettrica doppia rispetto al protone o elettrone, ne consegue che per dare la medesima energia basta la metà di 1,96 Megavolt.
Cioè una variazione di 0,98 Megavolt cioè 980 Kilovolt.
Ovviamente 980 kvolt sono impraticabili
Occorre utilizzare il barbatrucco degli anelli di un acceleratore per fare in modo di suddividere la tensione in più parti.
Immaginando di avere a disposizione un generatore di segnali da 51,578 kvolt il numero degli anelli è uguale a...
numero anelli = NumAnelli
NumAnelli = (tensione complessiva) / (tensione del generatore di segnali)
Nel nostro caso particolare del berillio ed elio...
NumAnelli = (tensione complessiva) / (tensione del generatore di segnali)
NumAnelli = 980 Kv / 51,578
NumAnelli = 19
Ovviamente il numero degli anelli deve essere un numero tondo, quindi occorre aggiustare la tensione del generatore affinchè il rapporto tensione complessiva e tensione del generatore dia un numero tondo.
Se vogliamo: possiamo fare che la tensione del generatore è la metà cioè 51,578/2) ma facendo questo aumenta il numero degli anelli e con esso aumenta pure la lunghezza finale dell'acceleratore.
(accidenti! il messaggio è troppo lungo, devo spezzarlo in 2) CONTINUA...
Perchè è un ottimo materiale ?
E' un ottimo materiale perchè è un solido con basso numero protonico, essendo il numero protonico cosi basso succede che bastano solo 1,96 Mev per superare la forza coulombana del nucleo.
Per numero protonico si intende il numero dei protoni che sono contenuti nel nucleo.
All'interno della materia c'è tantissimo vuoto e il nucleo di berillio è almeno 10 mila volte più piccolo del diametro dell'atomo di berillio.
Questo significa che un fascio di particcelle alfa composto da 1 milione di particelle alfa, solo 30 interagiscono e producono 30 neutroni; gli altri 999970 si perdono per strada.
Ma se gli altri 999970 si perdono per strada, allora non serve a niente bersagliare un pezzo di berillio ?
In realtà servirebbe moltissimo perchè 30 neutroni per ogni 1000000 di particelle alfa sono più che sufficienti per innescare la reazione a catena del torio.
Il torio emette neutroni già di suo, basta un flusso esterno di neutroni per portare il torio al limite della criticità e quindi possiamo prelevare tutta l'energia che vogliamo.
Ovviamente per fare in modo che il flusso neutronico interagisca efficacemente con il torio, occorre rallentarli cioè renderli termici.
Il rallentamento dei neutroni può essere fatto con molta acqua, in oltre dopo tanti mesi o anni, l'acqua piano piano trasmuta in acqua pesante perchè l'idrogeno rarissimamente assorbe il neutrone facendo p+n=D.
Ma trasmutare acqua leggera in acqua pesante, non ci interssa: ci interssa invece bersagliare il torio con un flusso intenso di neutroni e ricavare tanta energia sotto forma di calore.
Piano piano il torio trasmuta in uranio233 che ha una massa critica leggermente minore di quella dell'uranio235.
Ma trasmutare torio in uranio233, non ci interssa: ci interssa invece bersagliare il torio con un flusso intenso di neutroni e ricavare tanta energia sotto forma di calore.
Si capisce chiaramente che bersagliando il torio con un intenso flusso di neutroni, si aprono le strade del nucleare e delle trasmutazioni: produzione di deuterio, produzione di uranio233, eccetera eccetera.
Prima avevo scritto che per superare la barriera di coulomb bastano soltanto 1,96 Mev, da dove deriva questo numero ?
Il numero deriva da questo...
Barriera di Coulomb - Wikipedia
Repulsione coulombiana in Mev = Rc
Rc = (0,9*Z1*Z2) / [A1^(1/3) + A2^(1/3)]
Dove Z sono i numeri atomici ed A i numeri di massa.
Per numeri di massa si intente la somma numerica di neutroni e protoni contenuti in un certo nucleo.
per l'elio Z1=2 (perchè nel nucleo ci sono 2 protoni)
per l'elio A1=4 (perchè 2 protoni + 2 neutroni fa 4)
per il berillio Z2=4 (perchè nel nucleo ci sono 4 protoni)
per il berillio A2=9 (perchè 4 protoni + 5 neutroni fa 9)
Applichiamo l'equazione per scoprire quanta energia deve avere una particella alfa per superare la barriera di Coulomb
Rc = (0,9*Z1*Z2) / [A1^(1/3) + A2^(1/3)]
Rc = (0,9*2*4) / [4^(1/3) + 9^(1/3)]
Rc = 7,2 / [1,5874 + 2,080]
Rc = 7,2 / 3,6674
Rc = 7,2 / 3,6674
Rc = 1,96 Mev
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Ora si dovrebbe progettare un piccolo acceleratore di particelle che possa dare questa energia agli ioni di elio.
Ipotesi se io volessi dare 1,96 Mev all'elettrone (o protone), io dovrei applicare una variazione di tensione pari a 1,96 Megavolt.
Come mai il numero dei megaelettronvolt corrisponde al numero dei megavolt ?
La risposta risiede nel fatto che la carica elettrica dell'elettrone corrisponde numericamente al rapporto tra elettronvolt e joule
tensione elettrica = Energia / carica elettrica
volt = Joule / coulomb
joule = volt * coulomb
elettronvolt = joule / 1,6*10^-19
Ma la carica elettrica del protone o elettrone è 1,6*10^-19
ne consegue che numericamente il numero assoluto degli elettronvolt corrisponde al numero assoluto dei volt.
Quindi se io volessi dare al protone 1,96 Mev dovrei applicare una variazione di tensione elettrica pari a 1,96 Megavolt.
Però lo ione di elio possiede una carica elettrica doppia rispetto al protone o elettrone, ne consegue che per dare la medesima energia basta la metà di 1,96 Megavolt.
Cioè una variazione di 0,98 Megavolt cioè 980 Kilovolt.
Ovviamente 980 kvolt sono impraticabili
Occorre utilizzare il barbatrucco degli anelli di un acceleratore per fare in modo di suddividere la tensione in più parti.
Immaginando di avere a disposizione un generatore di segnali da 51,578 kvolt il numero degli anelli è uguale a...
numero anelli = NumAnelli
NumAnelli = (tensione complessiva) / (tensione del generatore di segnali)
Nel nostro caso particolare del berillio ed elio...
NumAnelli = (tensione complessiva) / (tensione del generatore di segnali)
NumAnelli = 980 Kv / 51,578
NumAnelli = 19
Ovviamente il numero degli anelli deve essere un numero tondo, quindi occorre aggiustare la tensione del generatore affinchè il rapporto tensione complessiva e tensione del generatore dia un numero tondo.
Se vogliamo: possiamo fare che la tensione del generatore è la metà cioè 51,578/2) ma facendo questo aumenta il numero degli anelli e con esso aumenta pure la lunghezza finale dell'acceleratore.
(accidenti! il messaggio è troppo lungo, devo spezzarlo in 2) CONTINUA...
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