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Discussione: Fusione Calda ma PULITA!

  1. #45
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    CITAZIONE (Hellblow @ 8/3/2007, 02:21)
    Il fusor effettivamente lo si puo' definire come un collider a geometria radiale, ovvero un acceleratore che crea un fronte d'onda di forma sferica che implode verso il centro.

    Ah, sembra più chiaro...ma non capisco:

    -la sorgente di ioni dovrebbe essere distribuita all'esterno della sfera?
    - il campo elettrico al centro della sfera dovrebbe essere nullo. Quindi il campo elettrico a disposizione per l'accelerazione non è ben sfruttato. Inoltre i sistemi elettrostatici consentono davvero dei timidi gradienti energetici, quindi mi sembra un macchinario non molto potente...
    - dove si trovano i protoni? Ed il boro?

    Sono un domandiolo, lo so :)

    ByezZz

  2. #46

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    CITAZIONE
    -la sorgente di ioni dovrebbe essere distribuita all'esterno della sfera?

    Dentro la sfera è presente una miscela di deuterio ed altri gas (all'inizio solo deuterio). Il campo elettrico ionizza la miscela. I protoni si dirigono verso il centro con una certa accelerazione impartita dal campo elettrico e nel centro esatto della sfera urtano fra loro dando luogo a fusioni ed espulsione di neutroni.

    CITAZIONE
    - il campo elettrico al centro della sfera dovrebbe essere nullo. Quindi il campo elettrico a disposizione per l'accelerazione non è ben sfruttato. Inoltre i sistemi elettrostatici consentono davvero dei timidi gradienti energetici, quindi mi sembra un macchinario non molto potente...

    Non esattamente. Il campo elettrico al centro della sfera è nullo quando non ci sono protoni. Nel momento in cui avvengono i primi urti i protoni fungeranno in un certo senso da monopolo elettrico (anche se comunque saranno parecchio in movimento a causa proprio degli urti), in pratica li ci sarà un secondo vettore che respingerà gli altri protoni in arrivo. Per questo i protoni devono essere accelerati a dovere :)

    CITAZIONE
    - dove si trovano i protoni? Ed il boro?

    In questo caso (Bussard) i protoni (idrogeno o deuterio ionizzati) con il B (ionizzato) saranno inizialmente dentro la sfera distribuiti in modo omogeneo e poi solo in seguito vengono accelerati verso il centro.

    image

    image



    PS: Si, il campo può essere sfruttato meglio :)

  3. #47
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    CITAZIONE (Hellblow @ 11/3/2007, 01:37)
    Dentro la sfera è presente una miscela di deuterio ed altri gas (all'inizio solo deuterio). Il campo elettrico ionizza la miscela. I protoni si dirigono verso il centro con una certa accelerazione impartita dal campo elettrico e nel centro esatto della sfera urtano fra loro dando luogo a fusioni ed espulsione di neutroni.

    I protoni vengono iniettati dall'esterno, dunque, verso una miscela di deuterio.
    I prononi ci servono solo per scattering e conseguente aumento dell'energia del plasma?
    Perchè deuterio? La miscela D-D non è un pochino esosa in termini di ignizione?

    CITAZIONE (Hellblow @ 11/3/2007, 01:37)
    Non esattamente. Il campo elettrico al centro della sfera è nullo quando non ci sono protoni. Nel momento in cui avvengono i primi urti i protoni fungeranno in un certo senso da monopolo elettrico (anche se comunque saranno parecchio in movimento a causa proprio degli urti), in pratica li ci sarà un secondo vettore che respingerà gli altri protoni in arrivo. Per questo i protoni devono essere accelerati a dovere :)

    Se all'interno c'è una miscela di deuterio ionizzato, già ci troviamo con una carica nel centro.

    D'altro canto, il campo elettrico applicato dall'esterno deve essere nullo al centro. Questo significa chei i protoni vanno a rallentare nell'ultima parte del loro cammino, prima della collisione, arrivando al limite di energia trasferita nulla...

    ...infattti immagino che servono alte densità di plasma per la fusione, così che diminuisce la capacità di accelerazione del mio campo elettrico....

  4. #48

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    Perchè il deuterio ha i neutroni ed il fusor è principalemente usato come sorgente di neutroni. Ad esempio nel caso di Bussard la reazione usa protoni (idrogeno) e B ed è aneutronica. Questo schema generale risponde credo alle tue domande:

    image

    C'e' una forte emissione di fotoni nelle righe (anzi riga :P) del deuterio (però dipende dal campo elettrico e quindi dall'energia impartita ai nuclei).

    Se all'interno c'è una miscela di deuterio ionizzato, già ci troviamo con una carica nel centro.

    CITAZIONE
    D'altro canto, il campo elettrico applicato dall'esterno deve essere nullo al centro. Questo significa chei i protoni vanno a rallentare nell'ultima parte del loro cammino, prima della collisione, arrivando al limite di energia trasferita nulla...

    Dipende cosa intendi per limite. Si opera con campi elettrici molto elevati, dell'ordine dei 15000 V almeno fino anche a 50.000 V ed oltre (fortissima emissione di neutroni). Questo basta a superare il problema ma non a risolverlo completamente.

    Edited by Hellblow - 11/3/2007, 01:58

  5. #49
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    CITAZIONE (Hellblow @ 11/3/2007, 01:37)
    In questo caso (Bussard) i protoni (idrogeno o deuterio ionizzati) con il B (ionizzato) saranno inizialmente dentro la sfera distribuiti in modo omogeneo e poi solo in seguito vengono accelerati verso il centro.

    Come si fa ad avere una distribuzione "omogenea"? Il campo elettrico sferico omogeneo mi sembra un po complesso da realizzare...privo di gradienti...non ha senso. Deve esserci un gradiente, per simmetria.

  6. #50

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    Saranno inizialmente vuol dire quando non c'e' campo elettrico. Un gas in uno spazio chiuso si distribuisce in modo uniforme a meno che ci sia qualcosa che lo spinga a mantenere una distribuzione disomogenea.

  7. #51

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    CITAZIONE (Hellblow @ 11/3/2007, 01:55)
    Perchè il deuterio ha i neutroni ed il fusor è principalemente usato come sorgente di neutroni. Ad esempio nel caso di Bussard la reazione usa protoni (idrogeno) e B ed è aneutronica.

    Ci sono 2 metodi per produrre neutroni.

    metodo 1scindere il costosissimo deuterio (assorbimento di energia)
    metodo 2scindere materiale pesantissimo (rilascio di energia)


    nome particellaMASSA in elettronvolt
    deuterone1875613390
    protone938272310
    neutrone939565630


    somma aritmetica = protone+neutrone = 938272310+939565630 = 1877837940
    difetto di massa = deuterone - somma =1875613390 - 1877837940 = -2224550 = -2,2 Mev

    Come si vede dal conteggio qui sopra il difetto è negativo, questo significa che il primo metodo per produrre i neutroni è da evitare, oltre al fatto che estrarre il deuterio dall'acqua costa caro si aggiunge anche che per ogni neutrone estratto mi costa 2,2 Mev di energia.

    Per ispezionare i bagagli negli aereoporti si usa un fascio di neutroni generato con il primo metodo, il macchinario ingombrante richiede una piccola centrale elettrica per funzionare.
    E' evidente la politica di riservare la generazioni di neutroni a grossi enti come quelli dell'aereoporto, questi ultimi se ne sbattaono altamente del consumo di elettricità perchè il carburante dell'aereo costa molto-molto di più.
    Diverso il discorso del rettatore di Rubbia, la' NON interessa ispezionare i bagagli, la' interessa la distruzione delle scorie provenienti da altre centrali obsolete è anche interessa la produzione dell energia, non si poteva fare il primo metodo.


  8. #52

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    CITAZIONE
    Come si vede dal conteggio qui sopra il difetto è negativo, questo significa che il primo metodo per produrre i neutroni è da evitare,

    Ah allora vuol dire che la fusione nucleare produce energia in difetto e quindi i reattori a fusione servono solo a sprecare energia.
    Fra le tante reazioni ad esempio per il deuterio abbiamo (50% probabilità ciascuna circa):

    D+D --> 3He [0.8 MeV] + n [2.4 MeV]
    D+D --> p [3 MeV] + T [1.01 MeV]

    da cui poi si può dar luogo alla reazione:

    D+T --> 4He [3 MeV] + n [14 MeV]

    In ITER si sostiene la produzione di trizio usando Litio secondo la reazione:

    n+6Li --> 4He (aneutronica) + T [4 MeV circa)

    Il sito ENEA (raccomando gli utenti di verificare sempre se quanto scriviamo è vero paragonando il contenuto dei posts con siti che siano indubbia fonte di informazioni) fornisce le seguenti immagini:

    image
    image
    image

    http://www.fusione.enea.it/

    CITAZIONE
    Per ispezionare i bagagli negli aereoporti si usa un fascio di neutroni generato con il primo metodo,

    Cioè mi sparano i neutroni nei bagagli? Usano i raggi X che sono fotoni oppure i metal detector anche perchè ti assicuro che usare un fusor per ispezionare i bagagli è alquanto complicato dato che i neutroni tendono a reagir poco con la materia.
    Con tutto rispetto, Stranger, ma che dici?

  9. #53

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    Stavo parlando di generare neutroni facendo la scissione del deuterio, non stavo parlando di fare la fusione nucleare D+D o D+T.

    Ci sono laboratori specializzati che producono generatori di neutroni basati proprio sul principio stupido di scindere in deuterio.


    Comunque mi fa piacere che la temperatura di igizione l'hai indicata in Kev e non i gradi Celsius. :D

  10. #54
    Seguace

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    hem.raga...
    la discussione è interessante...
    ora però farò quello che rompe...
    le macchine di bussard sono relativamente più semplici di ITER,
    ma comunque purtroppo fuori portata per dei garages...
    con tutta la buona volontà...
    che ci vuoi fare?

    comunque, se funzionassero con i rendimenti che propongono gli autori,
    tipo 200Kw assorbiti e 10Mw prodotti,
    la marina USA non li avrebbe mollati così facilmente, ti pare?



  11. #55

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    CITAZIONE (superabazon @ 11/3/2007, 17:45)
    hem.raga...
    la discussione è interessante...
    ora però farò quello che rompe...
    le macchine di bussard sono relativamente più semplici di ITER,
    ma comunque purtroppo fuori portata per dei garages...
    con tutta la buona volontà...
    che ci vuoi fare?

    comunque, se funzionassero con i rendimenti che propongono gli autori,
    tipo 200Kw assorbiti e 10Mw prodotti,
    la marina USA non li avrebbe mollati così facilmente, ti pare?

    Giusto!
    Era proprio quello che pensavo, ma non volevo dirlo perchè poi andava a finire che venivo richiamato dal moderatore!

    Invece io dico...
    Un contenitore pieno di GAS di idrogeno chiuso ermeticamente, all'interno 2 elettrodi di tungsteno (o altro materiale pesantissimo), applicazione di una tensione alternata agli elettrodi di 100 mila volt, se gli elettrodi di tungsteno si sciolgono allora funziona, questo in GARAGE si può fare.

    In fin dei conti quello che io propongo è praticamente un volgare condensatore alimentato con altissima tensione.

    Il fusor è invece un attrezzo di alta precisione metalmeccanica e quindi costosissimo, questa ultra precisione metalmeccanica serve proprio per sopperire alla bassa sezione d'urto che abbiamo con gli atomi del boro eccetera, al contrario i materiali pesantissimi come: tungsteno, piombo, bismuto, mercurio eccetera, possiedono nuclei pesanti e grossi come grappoloni, è facile che i proiettili ioni di H facciano centro, invece è praticamente come vincere superenalotto sperare di fare la collisione p+p oppure p+boro.



  12. #56

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    CITAZIONE (stranger @ 11/3/2007, 18:37)
    tungsteno, piombo, bismuto, mercurio eccetera, possiedono nuclei pesanti e grossi come grappoloni, è facile che i proiettili ioni di H facciano centro, invece è praticamente come vincere superenalotto sperare di fare la collisione p+p oppure p+boro.

    Peccato Genco che però un p quando si trova vicinissimo al nucleo di W subisce una repulsione elettrostatica pari a 74 (per gli altri di più) volte quella di un solo protone... :rolleyes:

  13. #57

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    CITAZIONE
    Il fusor è invece un attrezzo di alta precisione metalmeccanica e quindi costosissimo,

    Non è vero, niente di altissima precisione nella costruzione meccanica.

  14. #58

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    CITAZIONE (Wechselstrom @ 11/3/2007, 20:52)
    CITAZIONE (stranger @ 11/3/2007, 18:37)
    tungsteno, piombo, bismuto, mercurio eccetera, possiedono nuclei pesanti e grossi come grappoloni, è facile che i proiettili ioni di H facciano centro, invece è praticamente come vincere superenalotto sperare di fare la collisione p+p oppure p+boro.

    Peccato Genco che però un p quando si trova vicinissimo al nucleo di W subisce una repulsione elettrostatica pari a 74 (per gli altri di più) volte quella di un solo protone... :rolleyes:

    Ho spostato la risposta nell'altra discussione intitolata "Mini reattore Nucleare?" perchè QUI era un pò fuori topic.

    Edited by stranger - 12/3/2007, 11:38

  15. #59
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    Ragazzi, qui andiamo a fare delle discussioni senza avere le idee chiare.
    Volendo essere costruttivi, consiglierei tutti di informarsi un po' meglio, se si vuole comprendere tecnicamente la cosa.
    Se invece lo scopo è quello di fare casino, vedremo presto questo mio post replicato da qualcuno...

    In particolare, chiederei a chi, come Danielitos (che mi pare forse abbia qualche 'simpatia' e competenza sulla fusione nucleare) vuole capire meglio in cosa consiste questo reattore "Bussard", di guardarsi meglio il DOCUMENTOche ho linkato, molti dei suoi interrogativi sono molto ben spiegati. E' inutile che lo facciamo noi qui. Casomai potremo discutere costruttivamente su qualche passaggio poco chiaro...

    Per Stranger-Genco non mi spreco, uno che non ha la più pallida idea di cosa siano SEZIONE D'URTO, CAMMINO MEDIO, CATTURA, eccetera... non è nemmeno da ascoltare in questo contesto (ammeso che lo scopo di questi discorsi sia serio per tutti).

    A tutti un grazie per mantenere la discussione su un livello serio. In effetti ci sono 2 aspetti:
    - quello politico - etico - economico, da cogliere come un "perchè questa tecnologia che ben promette non è perseguita come dovrebbe?" aspetto che Rab, che nel frattempo è diventato Super(sei biondo adesso?) ha colto bene.
    - quello tecnico, che vorrebbe analizzare seriamente i vantaggi-svantaggi di questo sistema di confinamento che è totalmente diverso da quelli noti ad oggi(non è vero, il Fusor di Fanswoth ha 70 anni, ma nessuno lo ha considerato), aspetto che è stato bene illustrato da Hell, come al solito.

    Per gli altri, rinnovo l'apprezzamento per gli interventi "on topic".

  16. #60
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    Hellblow, riporta (nell'altro thread):

    Molto interessante, una descrizione molto ben fatta del Fusor originale, in "vecchio-stile" Fansworth, aggiornato alla tecnologia odierna.
    Qui viene il bello:
    image
    Da qui emerge che il miglior risultato è quello dei labs Hitachi: 60 megafusioni al secondo (6 * 10^7 n/s), pari a 10microWatt: 'na caccola. Per ora. In effetti sono tutte apparecchiature di test, volte a studiare il fenomeno e raccogliere dati, non per produrre energia.

    Ebbene, la versione di Bussard del Fusor appare molto più avanti: parliamo di 1E9, quindi 100 volte maggiore, anche se restiamo sempre a potenze di 1milliWatt.

    In effetti il Polywell di Bussard ha un limite fisico di geometria che non ne consente l'ulteriore sviluppo in piccola scala, in quanto il limite della Potenza di Fusione è definito dalla seguente Pf=kl(B4 R3)
    dove B è l'intensità del campo magnetico e R è il raggio della sfera inscritta nel poliedro.

    In effetti, si fa anche una seconda considerazione: dato che le perdite sono dovute alle 'fughe' degli elettroni attraverso le zone ai cuspidi scarsamente schermate dal campo magnetico, esiste una relazione tra le dimensioni della superficie sferica e le perdite. Ma siccome la superficie sferica è proporzionale a R2, allora la formula di sopra, che riporta una settima potenza, va ridotta alla quinta potenza.

    Evidentemente, dato che troviamo una quarta potenza per il campo magnetico e una terza potenza per il raggio, divise per una seconda potenza, vien da sè che, avendo a che fare con una QUINTA potenza del raggio medio del poliedro, le dimensioni intorno al metro e mezzo di cui Bussard accenna (dieci volte il suo prototipo attuale più grande, il WB6) per un reattore dal bilancio positivo, possono essere molto ragionevoli.
    Anche perchè in quelle dimensioni sono realizzabili magneti a superconduttore (che aumentano pesantemente il campo B) e può essere convenientemente sviluppato un sistema di asportazione ed utilizzo del forte calore prodotto.

    Una considerazione che faccio io: nei reattori a fusione tipo Tokamak o Stellarator, a confinamento magnetico toroidale, esiste un grosso problema, ovvero le perdite di potenza per radiazione Bremstralhung. Ebbene, nel Polywell sembrano praticamente inesistenti, o comunque fortemente ridotte, grazie al fatto che gli ioni sono tendenzialmente separati in zone distinte.

    Questo consente, fra l'altro, di poter optare per reazioni pulite, aneutroniche, come la p - 11B o la p - 6Li, rezioni che nei reattori Tokamak & co. sono praticamente scartate in partenza per il motivo appena citato, in quanto hanno un forte effetto Bremstralhung alla loro tipica temperatura di fusione in plasma ad alta temperatura.

    Ecco. queste sono alcune considerazioni serie e tecnicamente approfondite ad un livello ragionevole sul lavoro di Bussard.
    Mi farebbe davvero piacere continuare a discuterne in questi termini, senza scivolare in banalità superficiali.

    A voi. ;)

    Edited by ElettroRik - 13/3/2007, 11:08

  17. #61

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    Un decimetro cubo di deuterio costa circa 5 volte lo stesso decimetro cubo in tungsteno.
    Il deuterio costa cosi tanto perchè sono richiesti diversi KWH di energia elettrica per estrarlo dall'acqua normale.
    Nel computo dell'energia guadagnata andrebbe anche considerato quello delle spese di estrazione.
    Troppo facile dire: metto deuterio qua, trizio là, senza sapere le grandi energie che devono essere spese per ottenere inizialmente questi strani elementi.

  18. #62
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    CITAZIONE (stranger @ 13/3/2007, 11:02)
    Troppo facile dire: metto deuterio qua, trizio là, senza sapere le grandi energie che devono essere spese per ottenere inizialmente questi strani elementi.

    CVD. Non hai capito un cappero. Come al solito.

    Io ho trovato il Polywell di Bussard interessante proprio perchè va con la p+11B o con la p+6Li.

    Ovvero, Idrogeno e Boro, o Idrogeno e Litio.
    Il Deuterio è stato usato nei test per fare misure, mentre in ITER è utilizzato come combustibile primario. Vallo a dire a loro, magari, non qui.

    Bah.

    P.S. A proposito, qui c'è la risposta alla tua domanda in firma:
    http://www.intlvac.com/ion.htm?gclid=CMCVt...CFUMLQgodDyGMpw

    Edited by ElettroRik - 13/3/2007, 11:45

  19. #63

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    Indipendentemente dal costo del deuterio da un decimetro cubo di deuterio ti assicuro che ricavi MOLTA energia se riesci a dar luogo ad una fusione completa. Ma tanta...

    No i problemi sono di diversa natura, sono legati a cose complesse come le riconnessioni magnetiche che provocano forti getti di plasma ed instabilità dello stesso, problemi di tenuta e confinamento, problemi di perdite parassite (come faceva notare Rik) e problemi di riconversione del calore in energia, tanto per citarne qualcuno.
    In ogni caso quelli di ITER il computo lo hanno fatto naturalmente. Ci mancava...

    Riguardo il deuterio, l'idrogeno ed i neutroni consiglio di guardare questo link:

    Link

    Leggendo fra le righe si puo' scorgere una cosa molto interessante ;)

  20. #64

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    CITAZIONE (Hellblow @ 13/3/2007, 13:36)
    Riguardo il deuterio, l'idrogeno ed i neutroni consiglio di guardare questo link:

    Link

    Leggendo fra le righe si puo' scorgere una cosa molto interessante ;)

    Ho guardato il link e ho visto che i neutroni sono anche utilizzati per fare analisi chimiche, ora io mi domando...
    Non sarebbe interessante fare un'analisi di questo tipo a quelle strane celle elettrolitiche che fanno quelle piccole trasmutazioni nucleari ?
    Un metodo diverso di fare analisi chimica e rilevare i nuovi elementi trasmutati.
    -----------------------------------
    A proprosito...
    Qualcuno, un paio di giorni fa, mi aveva fatto passare per ignorante perchè secondo lui negli aereoporti non si usano generatori di neutroni per analizzare i bagagli ma si usano raggi X, io pensavo invece che si usavano ambedue i metodi.

  21. #65

    Predefinito

    CITAZIONE
    A proprosito...
    Qualcuno, un paio di giorni fa, mi aveva fatto passare per ignorante perchè secondo lui negli aereoporti non si usano generatori di neutroni per analizzare i bagagli ma si usano raggi X, io pensavo invece che si usavano ambedue i metodi.

    L'attivazione neutronica è fra le altre cose usata per riconoscere elementi in base all'assorbimento ed al rilascio di radiazioni, non per fare le radiografie.
    No, non vengono usati neutroni negli aeroporti, non serve ammazzare la gente con il cancro per vedere se hanno una pistola addosso quando lo si puo' fare con un metal detector senza rischi per la salute. E poi i neutroni sono difficili da rilevare e quindi mal si prestano a questo tipo di utilizzi per controlli in aeroporto.

  22. #66
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    CITAZIONE (ElettroRik @ 13/3/2007, 10:53)
    Una considerazione che faccio io: nei reattori a fusione tipo Tokamak o Stellarator, a confinamento magnetico toroidale, esiste un grosso problema, ovvero le perdite di potenza per radiazione Bremstralhung. Ebbene, nel Polywell sembrano praticamente inesistenti, o comunque fortemente ridotte, grazie al fatto che gli ioni sono tendenzialmente separati in zone distinte.

    Daccordo ma una volta raggiunta l'ignizione tutta la radiazione la recuperi come energia...magari con un rendimento del 30%, però... :)

    CITAZIONE (stranger @ 13/3/2007, 14:16)
    -----------------------------------
    A proprosito...
    Qualcuno, un paio di giorni fa, mi aveva fatto passare per ignorante perchè secondo lui negli aereoporti non si usano generatori di neutroni per analizzare i bagagli ma si usano raggi X, io pensavo invece che si usavano ambedue i metodi.

    Le "neutrongrafie" :) si fanno e sono complementari ai raggi X: i neutroni interegiscono per benino con gli elementi leggeri, differentemente dai raggi X che individuano quelli pesanti (ossa, metalli...)

    Certo, il flusso è di 10^13 neutroni per secondo cm2 :), magari un po altino per una persona all'aereoporto...


    BeyZzZ

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