Studi esplorativi sulle potenzialità di un sistema nucleare ibrido fusione-fissione compatto ad alto campo magnetico a contribuire alla sostenibiltà dell'energia nucleare.

Anno
2021
Proponente Renato Gatto - Professore Associato
Sottosettore ERC del proponente del progetto
PE8_6
Componenti gruppo di ricerca
Componente Categoria
Vito Konrad Zotta Dottorando/Assegnista/Specializzando componente non strutturato del gruppo di ricerca
Abstract

L'attuale implementazione dell'energia nucleare basata sui reattori nucleari "termici" (generazione III) ha due problematiche che la rendono insostenibile nel lungo termine: la limitata disponibilità del combustibile uranio, e la radiotossicità del combustibile irradiato. Nel contesto della ricerca sui reattori di IV generazione, alta priorità è infatti rivolta alla definizione di reattori innovativi caratterizzati da uno spettro neutronico ad alta energia (reattori "veloci"), poichè questa caratteristica favorisce sia la generazione di nuovo combustibile, contribuendo ad un uso più efficiente delle risorse di uranio, che il fissionamento degli attinidi minori, riducendo la radiotossicità del combustibile irradiato.

I reattori veloci critici presentano però due limitazioni: la durezza dello spettro neutronico è intrinsecamente legata all'energia dei neutroni di fissione (circa 2 MeV), e il fissionamento degli attinidi minori è problematico per via della vicinanza dalla condizione di "criticità pronta", situazione in cui la dinamica temporale è dominata da quella parte della popolazione neutronica caratterizzata da una vita media molto breve.

Entrambe queste limitazioni sono superate o fortemente mitigate nei sistemi ibridi, costituiti da un nocciolo di fissione che opera in condizioni sottocritiche grazie ad una sorgente di neutroni "esterna" prodotta da reazioni di fusione in un plasma termonucleare. Questa sorgente di fusione sostiene nel nocciolo di fissione un flusso neutronico stazionario che per la sua alta energia (i neutroni di fusione hanno energia di 14.1 MeV per la reazione D-T, e 2.45 MeV per la D-D) permette il raggiungimento dei suddetti obiettivi di sostenibilità in condizioni di sicurezza.

La ricerca proposta consiste in una serie di studi volti a definire un sistema ibrido compatto ad alto campo magnetico, al fine di valutare il contributo che un tale sistema può dare nell'instradare l'energia nucleare verso un percorso di vera sostenibilità.

ERC
PE7_3, PE2_3, PE2_5
Keywords:
INGEGNERIA NUCLEARE, FISSIONE NUCLEARE, FUSIONE NUCLEARE, SVILUPPO SOSTENIBILE

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