Produrre energia usando un banale tubo a raggi X

[uforobot]

Allora...
Bosogna produrre energia usando un banale tubo a raggi X.

Si!
quello che si usa negli ospedali per fare le radioagrafie e vedere se c'è qualche osso rotto.

Però c'è un però...

Di solito la tensione elettrica di alimentazione di tubo a raggi X varia da 15 kvolt a 100 kvolt.
Questa tensione a noi non va bene perchè noi vogliamo produrre raggi gamma molto intensi, e non ci interessa produrre raggi X.

Per produrre raggi gamma molto intensi occorre una tensione CONTINUA di almento 1 Mvolt (1 MEGAvolt).

Collegando in serie tanti moltiplicatori di tensione potrei ottenere facilmente la tensione che serve.

Procurarsi un tubo di raggi X e sovvralimentarlo con una tensione di 1 Mv, non è impresa impossibile.

Il problema vero è scoprire il segreto dei raggi gamma, cioè scoprire qual'è il materiale che emette neutroni quando lo bombardo con raggi gamma.

La domanda fondamentale è...

Qual'è il materiale che, bombardato da raggi gamma, emette neutroni ?

Una volta scoperto il segreto, ottenere energia illimitata diventa facile.
Diventa facile perchè avendo a disposizione un flusso di neutroni, io potrei trasmutare tutti i materiali che voglio e ottenere energia nucleare da essi.

Un esempio tra mille: bombardando con neutroni un pezzo di torio, quest'ultimo diventa caldissimo e posso vaporizzare acqua per fare girare delle turbine, è quasi un classico esempio di centrale nucleare in cui invece di usare introvabile uranio, si usa torio e un tubo per raggi X (sovvraalimentato in tensione).

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Tempo fa c'era qualche ragazzino biricchino che proponeva di usare ultrasuoni per fare trasmutazioni.
Ma tralasciando le stupidate degli ultrasuoni è giunto il momento di prendere sul serio la possibilità delle trasmutazioni nucleari considerando raggi gamma anzichè inutili ultrasuoni.

[uforobot]

Ho saputo che il berillio va bene.

[atomax]

Collegando in serie tanti moltiplicatori di tensione potrei ottenere facilmente la tensione che serve.

Cioè 1MV in corrente continua potresti ottenerlo facilmente con dei moltiplicatori di tensione!?!? Beh, che tipo di moltiplicatori di tensione useresti? Diodo e condensatore? O inverter DC-DC? Quando trovi componenti elettronici che sopportano d.d.p. di 1MV facci sapere, io sono molto curioso!

[jowind]

Ma tu sai cosa è una "specifca tecnica"?

[uforobot]

Quando trovi componenti elettronici che sopportano d.d.p. di 1MV facci sapere, io sono molto curioso!

i componenti non sono sottoposti all'alta tensione.

Se atomax fosse a conoscenza della famosa Legge di kirchhoff sulle tensioni, queste domande non le farebbe.

Leggi di Kirchhoff - Wikipedia


La legge di Kirchhof stabilisce che per i generatori collegati in serie, la tensione totale è la somma delle tensioni dei singoli generatori, ed ogni singolo generatore è sottoposto alla piccola tensione che lui stesso genera.

Lo stesso discorso si applica anche ai trasformatori; il secondario di un trasformatore elevatore eroga per esempio 50 kvolt, ma questo non significa che ogni singola spira è sottoposta a 50 kvolt.
Se fosse cosi staremmo freschi perchè i trasformatori avrebbero dimensioni molto più grandi di quelle che conosciamo.

Consiglio ad atomax di studiare per bene le leggi di Kirchhoff e dopo che le avrà studiate, di ripassare qua per fare altre domande meno sarcastiche.

[gattmes]

Si ma 1MV sono 1000kV.. ovvero 1.000.000 di Volt.. non entro nel merito dei componenti.. ma, una volta ottenuta tale tensione, gli isolamenti tra parte positiva e negativa come li fai ?..
..Dato per scontato che la tensione, detta anche differenza di potenziale.. esiste non come valore "assoluto", ma DEVE intendersi sempre riferita tra due punti [differenza appunto].. SEMPRE.. lo riscrivo per sicurezza.. SEMPRE!
..E quindi affermare che c'è una tensione di xV significa che ci sono SEMPRE due punti tra cui c'è quella differenza...

Quindi, ritornando alla mia domanda... come "gestisci" quella elevata tensione da te citata tra questi due punti?
(Ricorda.. non si fosse ancora capito [dovrebbe! Mi riferisco a tutti coloro che leggono.. è una discussione pubblica.. ed ognuno è dotato di un proprio cervello quindi legge->comprende.. indipendentemente da altri, spero pochi, che potrebbero ..o vorrebbero.. non farlo!]:
uno dei due punti NON PUOI FARLO SPARIRE... per fare ulteriormente un parallelo: come dire 1km.. è SEMPRE tra una origine e una fine.. in altre parole distanza tra due punti)

[uforobot]

Mi sto rendendo conto che la lettura di questa discussione sta diventando un pò noiosa perchè troppo spesso viene ripetuta la frase... "tubo a raggi X".
Per non ripetere sempre la stessa frase e rendere la lettura noiosa, da ora in poi definisco "tubo radiogeno" il tubo a raggi X standart che c'è in commercio.
Mentre definisco "tubo radiogeno prototipo" un tubo a raggi X prototipo che viene costruito appositamemente e nessuno lo vende perchè si tratta di un prototipo.

In un tubo radiogeno, che isolamento c'è tra anodo e catodo ?

Dipende da come è fatto il tubo perchè la rigidità dei materiali dipende dai dimensionamenti del tubo stesso.

Esagerando e scherzando: se un tubo radiogeno fosse tascabile, di certo non potrebbe sopportare 1 Mv; perchè la rigidità dielettrica dei materiali dipende dagli spessori e se gli spessori sono troppo piccoli, l'isolamento cede.

Ad occhio e croce: sapendo quali sono le reali dimensioni di un tubo radiogeno, la tensione si 1 Mv dovrebbe accettarla senza cedimenti.

Nulla vieta che uno sperimentatore spenda più soldi per costruirsi un tubo radiogeno prototipo le cui dimensioni sono quelle che piacciono a lui e di sicuro il megavolt è sopportato.
Ma costruirsi un ambiente di vuoto costa caro perchè servirebbe un contenitore di vetro pirex, una pompa per fare l'ultra alto vuoto.
Solo la pompa del vuoto costa sulle 3000 euro e poi c'è il contenitore di vetro pirex che non so.

A costruirsi un prototipo ci sarebbe il vantaggio di scegliere il materiale del target, la cui scelta propizia sarebbe berillio e non tungsteno come si usa fare di solito.

Quindi si intravedono 2 varianti:
Nella prima variante il target è quello che è, e il berillio sarebbe fuori dal tubo.
Nella seconda variante il target lo decidiamo noi, e siccome ci interessa produrre neutroni allora scegliamo il berillio.

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Nella prima variante i target sono 2: il primo target di tungsteno viene irradiato con elettroni veloci, il secondo target di berllio sta fuori dal tubo ed è irradiato con raggi gamma.

Nella seconda variante il target è solo UNO ed è fatto di berillio.

Non è necessario un genio per capire che la variante ideale è quella con un unico target di berillio che sta all'interno del tubo radiogeno, ma i costi di questa variante sono piuttosto proibitivi.
Meglio la prima variante nella quale il tubo è già bello pronto all'uso, pazienza se la resa non è al massimo.

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Soltanto 1% dell'energia elettrica immessa nel tubo viene convertita in raggi gamma, gli altri 99% vanno a finire in calore.
Questo non significa che ci possa essere potenza utile perchè quel 99% anzichè buttarlo via, potrei utilizzarlo per vaporizzare acqua e fare girare turbine.
Quell'1% produce poi sul berillio un flusso di neutroni, questo flusso di neutroni lanciato sul torio rende possibile il raggiungimento della criticità nucleare e quindi ottenere potenza utile che serve per alimentare il tubo radiogeno e altre cose.
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Ritornando al discorso dell'isolamento: quanti centimetri di vetro pirex devono separare il catodo dall'anodo ?
Dipende dalla rigidità dielettrica del vetro pirex: un bravo ingegnere può calcolare la distanza che serve per lavorare in sicurezza.

[atomax]

i componenti non sono sottoposti all'alta tensione.

Beh... Dipende dalla tipologia di elevatore di tensione che vuoi adottare! Se usi un DC-DC o un trasformatore VHV ad esempio, i diodi raddrizzatori sono sottoposti all'altissima tensione. Chiaro che se usi più diodi in serie, ciascuno di essi sarà sottoposto ad una d.d.p. via via minore. In commercio trovi facilmente diodi da 1200V, quindi volendo realizzare un mezzo ponte (trasformatore VHV a presa centrale) te ne servirebbero circa 1666 così da formare due serie da 833 diodi ciascuna, insomma non è proprio un giochetto facilissimo.
Se usi tipologie di moltiplicatori diodo/condensatore, allora qui le cose stanno come da te citato, eccetto per una configurazione a basso ripple, che evita di raddoppiare il numero di componenti.
A questo punto ti chiedo:
Che tipologia di elevatore di tensione vuoi adottare???
Inoltre, quanta corrente assorbe il tubo?
Se butti lì semplici pensieri senza specificare nemmeno i dettagli più basilari, è chiaro che possono crearsi confusioni.

Consiglio ad atomax di studiare per bene le leggi di Kirchhoff e dopo che le avrà studiate, di ripassare qua per fare altre domande meno sarcastiche.

Ti ringrazio del consiglio....
Ripeto però... cerca di essere più "tecnico" nella descrizione del tuo sistema onde evitare altre domande "sarcastiche".
Saluti

[primus71]

Un esempio tra mille: bombardando con neutroni un pezzo di torio, quest'ultimo diventa caldissimo e posso vaporizzare acqua per fare girare delle turbine, è quasi un classico esempio di centrale nucleare in cui invece di usare introvabile uranio, si usa torio e un tubo per raggi X (sovvraalimentato in tensione).

quindi secondo te, un reattore nucleare dovrebbe produrre energia "a gratis"

ciao

[uforobot]

dovrebbe produrre energia "a gratis"

Questa domanda avresti dovuto farla prima quando questa discussione si trovava nella sezione free energy.

[uforobot]

Che tipologia di elevatore di tensione vuoi adottare???

Cerca con google "moltiplicatore di tensione"

questo è un link fra le centinaia che ho trovato.
GRIX.IT :: Moltiplicatore Di Tensione

Inoltre, quanta corrente assorbe il tubo?

Nel tubo radiogeno ci sono 2 correnti elettriche.
Una corrente elettrica a bassa tensione che serve per scaldare il filamento di tungsteno If. (scherzando posso scrivere che serve per scaldare una lampadina)

Poi c'è la corrente elettrica che "vola" nel vuoto Iv.


If dipende da Iv.

Con un reostato posso regolare If e quindi anche Iv.

Possiamo regolare le correnti elettriche come ci pare, ovviamente compatibilmente con la potenza dell'alimentatore che sta a monte.












L'importante sapere queste 5 cosette:

1. l'energia utile che ipotesi scalda il vapore dipende dall'intensità della radiazione neutronica
2. l'intensità della radiazione neutronica dipende dipende dall'intensità della radiazione gamma
3. l'intensità della radiazione gamma dipende da Iv.
4. Iv dipende da If.
5. If dipende dalla mano della persona che sta regolando il termostato

[triac60]

Generatore di Van de Graaff - Wikipedia

[uforobot]

Si !
Anche il generatore Van de graaf è un'ottima idea interessante, probabilmente la migliore.

I metodi per fare l'alta tensione sono tanti.

1. procurarsi enne moltiplicatori di tensione e collegarli in serie
2. procurarsi enne trasformatori elevatori uguali e collegare i rispettivi primari in parallelo e i rispettivi secondari in serie
3. generatore wan de graaf

Probabilmente il generatore wan de graff è il migliore perchè ha un rendimento eccellente, mentre invece i cosi detti "moltiplicatori di tensione" hanno un rendimento scarso.

Io sono stato sempre amante del punto punto 2 (quello dei trasomatori) ma riconosco che i trasformatori costano non poco.

[uforobot]

Una brutta notizia....
Ho saputo adesso che la tensione di 1 Mv non basta, serve almeno 1,666 Mv.

La brutta notizia l'ho appresa per caso leggendo questo documento

http://dspace.uniroma2.it/dspace/bitstream/2108/1112/1/TESI+DOTTORATO.pdf

a pagina 28 è scritto che l'elettrone deve avere una energia di 1,666 Mev
Sapendo che tensione = energia/carica si calcola che la tensione minima deve essere 1,666 Mv

Comunque non c'è grande differenza tra 1 Mv e 1,666 Mv.

Anzi !
Adesso ho la prova che è possibile ottenere neutroni bersagliando un target di berillio con fotoni, (pardon... volevo dire raggi gamma).

[Nabla]

Sezioni d'urto

Hai considerato che le sezioni d'urto sono estremamente basse?
Ad esempio:
*) reazione: 9Be(?,n)8Be ---> sezione d'urto massima: solo per fotoni a 1,7 MeV pari a 13*10^(-4) bn; (preciso che per alcune altre energie, però superiori a 1,7 MeV, si supera tale valore di sezione d'urto: ad esempio, per fotoni da 23 MeV si trova 0,0025 bn);
*) reazione: 9Be(?,2*n)7Be ---> sezione d'urto massima: solo per fotoni a partire da 27 MeV pari a circa 0,002 bn; (non ho trovato dati per energie attorno a 1,7 MeV).

Come vedi, le sezioni d'urto (le quali sono proporzionali alla probabilità che si verifichi la reazione in esame) sono piccolissime rispetto, per esempio, alla sezione d'urto massima per la reazione di fusione "più facile" D+T, che è 5 bn a 64 keV.

Adesso hai un po' di dati per far due conti...

Ad ogni modo, ti ricordo che schermare i raggi gamma non è per niente semplice!

[Nabla]

Uforobot,
te ne vai in giro per altre discussioni a spammare quest'idea sui raggi gamma... Io t'ho dato qualche sezione d'urto. Ora hai i dati per fare due calcoli per vedere se potrebbe esser energeticamente conveniente la tua idea. Io non mi ci metto nemmeno, perché (sarò prevenuto!) secondo me c'è solo da perdere. A tal proposito ho appunto fatto il paragone con le sezioni d'urto della più "agevole" delle reazione di fusione nucleare. Così "agevole" che non si riesce ancora a metterla in pratica tutt'oggi...

Figuriamoci per le "tue" reazioni gamma che sono quasi 4000 volte meno probabili e che richiedono un'energia 26 volte più grande!

Anzi, aggiungo un'altra cosa. Non credere che un fascio monoenergetico di elettroni a 1,666 MeV impattante su un opportuno bersaglio produca solo ed esclusivamente raggi aventi energia di 1,666 MeV. I raggi emessi hanno invece, per tua sfortuna, un bello spettro continuo a partire da una certa frequenza minima. Di conseguenza, già solo per generare i raggi gamma perdi parecchia energia. Poi vuoi produrre neutroni a partire dai gamma... Non badiamo a sprechi, neh?

[uforobot]

Figuriamoci per le "tue" reazioni gamma che sono quasi 4000 volte meno probabili e che richiedono un'energia 26 volte più grande!

Mi spieghi come sia possibile che un coniglio possa spingere un masso avente una forza peso di 50 mila newton che sta in cima ad una montagna in bilico ?

Il coniglio mette una forza di 0,1 newton e 0,1 è minore di 50000.

il torio è in bilico !
Già di suo è radioattivo! e bastano pochi neutroni per fissionarlo oppure per trasmutarlo in uranio233 mediante acquisizione.

Che ti importa se il rendimento INTERNO fa schifo ?

L'importante è il rendimento ESTERNO cioè quello globale.

Può darsi (dico può darsi) che un neutrone da 600 kev non sia capace di fissionare il nucleo di un torio (quando arriva a segno).
Ma nelle reazioni nucleari non esiste solo il fenomeno di "fissione", esiste anche quell'altro fenomeno che è chiamato "acquisizione".

Per fare il fenomeno di acquisizione è sufficiente anche soltanto 1 ev (600 Kev sono anche troppi e si dovremme moderare).

Quindi non ti agitare più di tanto perchè va bene cosi.

(e poi in quell'altra discussione sto parlando di materializzare particelle virtuali, che c'entra con questa discussione ?).

[Nabla]

L'importante è il rendimento ESTERNO cioè quello globale.

Benissimo! A quando i calcoli di un bilancio energetico? Posso anticiparti che nei calcoli energetici troverai sempre e comunque le sezioni d'urto. Che ti piaccia o no!


Comunque, hai scritto una scemenza.

bastano pochi neutroni per fissionarlo oppure per trasmutarlo

Per massimizzare la probabilità di fissionare il Th232 ti servono neutroni da 50 MeV (sez. d'urto = 1 bn). Invece, se proprio vuoi usare neutroni da 1 eV la sezione d'urto cala moltissimo: 8*10^(-6) bn. Complimenti! A 1 eV la probabilità è solo 125 000 volte inferiore rispetto a 50 MeV. Infatti, non a caso, si dice che il Th232 non è fissile. Thorium - Wikipedia, the free encyclopedia Vedi un po' tu il perché...

Invece, la sezione d'urto per assorbimento (da Th232 s'ottiene Th233, che poi decade) di un neutrone da 1 eV è 100 bn.

Quindi, se lanci dei neutroni da 1 eV contro nuclei di Th232, hai scoperto che possono senz'altro verificarsi almeno 2 reazioni ("almeno" perché ne possono avvenire altre, ciascuna con la sua bella sezione d'urto): fissione o assorbimento. Quindi, riguardo alle 2 reazioni prima considerate, è più probabile che il nucleo si fissioni o che assorba il neutrone? La risposta, grazie alle sezioni d'urto, è che è di gran lunga più probabile che il Th232 assorba il neutrone da 1 eV, piuttosto che si fissioni. Ma quanto più probabile? Semplice!
100 bn/8*10^(-6) bn = 12 500 000 di volte.
Alla faccia del più probabile!
Concludendo: servono "pochi" neutroni da 1 eV per trasmutare il Th232 in Th233. Ma per fissionarlo ce ne vogliono tanti da 1 eV!!

Dall'esempio che hai fatto, ancora una volta si capisce che giochi a fare l'espertone nucleare, senza aver compreso il concetto fondamentale e basilare denominato "sezione d'urto di reazione". Ti consiglio vivamente di studiarlo!

[uforobot]

http://oldweb.ct.infn.it/~rivel/Tipi.../neutroni.html

Stai confondendo le particelle che hanno carica elettrica, con i neutroni i quali sono privi di carica elettrica.

Essendo il neutrone praticamente invisibile ai campi elettrici, passa attraverso di essi indisturbato.
Diverso è il discorso delle cariche elettriche tipo protoni, elettroni, particelle alfa; queste ultime particelle hanno bisogno di enorme energia per superare i campi elettrici.


Tanto più il neutrone è lento, tanto più è probabile che avvenga interazione, quindi se per analogia sparo contro un'alica di elicottero, è probabile che la pallottona non interagisca con l'elica perchè la pallottola è veloce.

Veloce significa energia.

Se invece di sparare una pallottola, mi avvicino lentamente con un dito, è probabile che il dito interagisca con l'elica e il dito verrà troncato.

Avvicinarsi lentamente significa poca energia, quindi un neutrone che possiede poca energia è lento ed è probabile che interagisca.

Il paradosso confusionario deriva che le particelle cariche (al contrario) devono essere velocissime, altrimenti non riescono a superare i campi coulombiani e quindi niente reazione.

Il paradosso nucleare è proprio questo: per fare reazioni nucleari, i neutroni devono possedere poca energia, invece le particelle cariche devono possedere tanta energia.

Se Nabla provasse a calcolare la sezione d'urto di una normalissima centrale nucleare a fissione di uranio235, scoprirebbe con suo stupore e meraviglia, che anche li le sezioni d'urto sono bassisisme, ma questo non significa che la centrale non sia capace di produrre calore quindi energia.

[Nabla]

Ogni reazione ha una sezione d'urto diversa da qualsiasi altra reazione!

Sei tu che hai le idee confuse, dal momento che non capisci che ogni singola reazione nucleare ha sezioni d'urto diverse da una qualsiasi altra reazione. Non a caso hai linkato un sito dal quale non è chiaro a quale rezione nucleare si riferiscano le sezioni d'urto. Hai ancora da studiare!

Ora taglio la testa al toro, perché mi fai solo perdere del tempo. Dopo che ti sei fatto una ricerchina sul National Nuclear Data Center, forse riesci a trovare il grafico in allegato. È l'insieme di varie raccolte di dati sperimentali (sottolineo "sperimentali", quindi non "teorici", non "supposti", non "ipotetici", ecc... Intesi?) sulle sezioni d'urto limitatamente alla reazione

n + Th(90;232) ---> fissione

Ora leggi sul grafico il valore per neutroni da 10^(-6) MeV. Toh! È proprio 8*10^(-6) bn! Mentre per neutroni da oltre circa 50 MeV si vede che la sezione d'urto per fissione è 1 bn.
Quindi, parlando terra terra, la sezione d'urto per la fissione del Th232 con neutroni da 1 eV fa schifo!!
Se ho voglia ti linkerò anche il grafico per la reazione di assorbimento neutronico. Che comunque, ribadisco, dà 100 bn a 1 eV.

Se Nabla provasse a calcolare la sezione d'urto di una normalissima centrale nucleare a fissione di uranio235 anche lì le sezioni d'urto sono bassisisme

Alé. Altra cretinata! Sono pronto a scommettere che la sezione d'urto per fissione dell'U235 non è per niente piccola!! Secondo me, a fiuto, è intorno a 100 bn per neutroni da 1 eV. Dài, scommettiamo??? Guarda che 100 bn non è per niente "piccola". "Piccola" è, semmai, quando è molto al di sotto di 1 bn.

Infine, ti ricordo che le sezioni d'urto che effettivamente si calcolano con carta&penna sono solo quelle di reazioni nucleari cosiddette "non risonanti". Sempre che tu sappia cosa significa. Per tutte le altre reazioni, la cosa migliore è avere i dati sperimentali.

[uforobot]

Ora taglio la testa al toro

Ultime 2 domande: poi vado anch'io a cercare un toro.


Come calcoleresti la sezione d'urto del mio avatar ?


e la sezione d'urto della cella di Flasman e Pons ?