1/ Per la fusione i due nuclei devono collidere con energia sufficiente a vincere la repulsione elettrostatica tra loro. Le reazioni più favorevoli combinano nuclei di (H:idrogeno, D:deuterio, T:trizio) per produrre tipicamente 4He (elio-4:ppnn).
2/ L'3He viene prodotto solo nella reazione D+D, ma potrebbe essere usato anche come reagente. La differenza tra 3He e 4He non è solo "chimica". L'3He ha un momento magnetico (spin 1/2) ed è un fermione mentre l'4He ha spin zero ed è un bosone.
3/ In pratica 3He sente i campi magnetici. L'3He in natura viene prodotto prevalentemente dal sole. Dato che il pianeta Terra ha una magnetosfera l'3He viene deviato e non riesce a depositarsi sulla superficie del nostro pianeta. Quindi è un elemento rarissimo.
4/ La Luna non ha magnetosfera non avento un nucleo metallico quindi l'3He emesso dal sole si accumula in quantità significative. Si da il caso che le reazioni di fusione nucleare in cui l'3He partecipa come reagente sono particolarmente interessanti, specie quella D+3He.
5/ Le reazioni correntemente usate per la fusione sono quelle tra deuterio-deuterio e deuterio-trizio. Non bisogna confondere il trizio 3H con l'elio tre (3He). Il deuterio si ricava facilmente dall'acqua del mare. Il 3H va prodotto con reazioni nucleari tradizionali.
6/ Infatti trizio è presente in natura solo in quantità minime è radioattivo con un tempo di semivita di 12 anni e deve essere prodotto per trattamento nucleare del litio. L'uso del 3H (trizio) nelle reazioni di fusione non risolve il problema delle scorie radioattive.
7/ Inoltre le reazioni deuterio-trizio producono neutroni veloci (14 MeV) che non sono sfruttabili per fini energetici e che inducono radioattività nelle strutture del reattore ma avendo temperature di ignizione del plasma più basse sono largamente usate malgrado gli svantaggi.
8/ Le reazioni deuterio-deuterio sono più pulite ma hanno il grande svantaggio di richiedere temperature doppie rispetto al caso deuterio-trizio rendendo per attivare il plasma rendendo il contenimento del plasma stesso estremamente difficile.
9/ Tra i pochi processi di fusione aneutronica possibili quelli più interessanti sul piano applicativo sono le reazioni tra (D + 3He) e tra due nuclei di elio 3 (3He + 3He) che è virtualmente aneutronica.
10/ Al posto di neutroni, il processo (3He + 3He) emette protoni ad alta energia, che possono essere facilmente confinati con campi magnetici/elettrici (tra l’altro con la ulteriore generazione di energia elettrica).
11/ Centrali a fusione basate su processi con 3He avrebbero un’elevata resa energetica, sarebbero prive di emissioni di gas serra, non produrrebbero scorie radioattive e avrebbero minori costi di manutenzione. Questo è il motivo per cui l'3He interessa tanto.
12/ Differenza fusione-fissione. Nuclei in funzione energia di legame/massa. Per ottenere energia si "scala" la curva a dx per fissione e a sx per fusione. Stato finale molto legato vuol dire che processo ha rilasciato energia. Spero sia chiaro, fatto durante #propagandalive 😉

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6 Dec
1/ Visto che avete apprezzato la biografia di #Boltzmann e la sua ferrea convinzione che la materia fosse composta di atomi e che il comportamento di questi fosse descrivibile con metodi statistici vale la pena continuare e capire meglio il concetto di entropia.
2/ Chiameremo sistema una certa quantità di materia o una porzione di spazio su cui si può agire fisicamente (per esempio meccanicamente). Un sistema è delimitato da confini (pareti). Tutto all’esterno del sistema e in grado di interagire con esso viene chiamato “ambiente”.
3/ Troviamo 2 tipi di sistemi: CHIUSI (impermeabili al passaggio della materia) e APERTI. Se le pareti del sistema, oltre ad essere impermeabili alla materia, impediscono anche lo scambio di ogni forma di energia, si ha un sistema ISOLATO. L’Universo è un sistema isolato.
Read 55 tweets
5 Dec
1/ Ludwig Boltzmann studiò alle scuole superiori a Linz, dove il padre, impiegato, aveva trasferito la famiglia, poi all’Università di Vienna, dove ottenne il dottorato nel 1866 con una tesi sulla teoria cinetica dei gas. Nel 1869 ottenne la cattedra di fisica teorica a Graz.
2/ Nel 1872 pubblica il primo dei suoi lavori sulla meccanica statistica, dove dimostra la distribuzione di Maxwell per le velocità delle molecole di un gas e introduce una funzione legata all’entropia, ponendo le basi meccaniche del secondo principio della termodinamica.
3/ Infatti, nel 1859 il matematico e fisico scozzese James Clerk Maxwell aveva ipotizzato che le molecole dei gas avessero volume trascurabile rispetto a quello del recipiente in cui erano contenute e che interagissero tra loro senza variazioni di energia.
Read 22 tweets
25 Nov
Il settore 4-5 di #LHC è il primo settore dell'acceleratore a raggiungere la temperatura di operazione di 1.9 K (−271.3 °C) grazie al raffreddamento con elio superfluido. 👇👇👇
2/ Il Large Hadron Collider (#LHC) è il più grande apparato criogenico al mondo e uno dei luoghi più freddi della Terra. Tutti i magneti di LHC sono in realtà elettromagneti - magneti in cui il campo magnetico è prodotto dal flusso di una corrente elettrica.
3/ I magneti principali di #LHC funzionano a una temperatura di 1,9 K (-271,3 ° C), più fredda dei 2,7 K (-270,5 ° C) dello spazio esterno. Il sistema criogenico di LHC richiede 40000 guarnizioni per tubi a tenuta stagna.
Read 13 tweets
17 Oct
1/ Oggi ripropongo una vecchia storia che però spiega molto bene cosa sia una crescita esponenziale. La storia racconta di una partita di scacchi: probabilmente solo una delle tante leggende sulla diffusione del gioco degli scacchi nell’antico Egitto. ⬇️⬇️⬇️
2/ Il gioco degli scacchi è molto antico e non si sa con precisione chi l’abbia inventato, forse i cinesi alcune migliaia di anni fa o potrebbe aver avuto origine in India.
3/ Comunque sia, con il progredire degli scambi commerciali il gioco degli scacchi raggiunse la Persia, dove divenne ben presto molto popolare e dove i pezzi acquisirono le forme ben definite che conosciamo.
Read 22 tweets
19 Sep
1/ Ho potuto leggere alcune parti del libro di Gunter Pauli. E' difficile trovare un solo periodo che non sia invalidato da una qualche disciplina scientifica conosciuta.
2/ Ne riporto qui uno in cui si fa una distinzione mai formulata prima né da Maxwell, né da Einstein, né da Feynman: quella tra onde elettromagnetiche naturali e artificiali. Secondo l'ottimo Gunter le seconde sarebbero polarizzate e quindi "cattive" mentre le prime no.
3/ La distinzione tra onde EM naturali e artificiali non ha alcun senso scientifico. E’ come dire che ci sono elettroni naturali o artificiali. Tutte le frequenze EM conosciute sono prodotte in continuazione da processi naturali terrestri o astronomici.
Read 6 tweets
14 Sep
1/ Come altre attività, anche il #CERN torna a operare normalmente. Entro l’anno prossimo gli aggiornamenti degli esperimenti su abbiamo lavorato negli ultimi 3 anni saranno completati. Un test di collisioni ad alta energia è programmato per l’autunno del 2021.
2/ Spero di poter raccontare “in diretta” tutte queste fasi e quindi scrivo questo thread breve per spiegare alcune nozioni di base della fisica degli acceleratori e degli esperimenti sui collider. Ma cosa si intende quindi per “collider” (collisore)?
3/ Un collider è un sistema di magneti e cavità a radiofrequenza in grado di accelerare e mantenere e far scontrare delle particelle cariche su un’orbita circolare per un tempo lungo: svariate ore.
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