Scenari futuri della energia nucleare I costi dell’energia



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02.02.2018
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Scenari futuri della energia nucleare



Scenari futuri della energia nucleare

  • I COSTI DELL’ENERGIA



Scenari futuri della energia nucleare



Scenari futuri della energia nucleare



Scenari futuri della energia nucleare

  • Energia solare

  • La energia del sole è perpetua ma diluita e intermittente

  • Costante solare: energia massima per secondo e metro quadro

  • W= 1 KW/m2

  • La efficienza di conversione dei pannelli è 10%.

  • Costante solare media: giorno/notte, stagionalità e meteo danno una

  • costante media di 0.12 KW/m2

  • ~ 12% = 12 W/m2



Scenari futuri della energia nucleare

  • Nucleare

  • Costo impianto rilevante. Costo combustibile trascurabile 0.3% anno

  • Centrale a gas 10% anno. Occupazione suolo bassa. Idoneo per paesi

  • ad alto sviluppo industriale, zone temperate-fredde.

  • Fotovoltaico

  • Costo impianto altissimo 10 volte il nucleare. Costo combustibile nullo.

  • Occupazione suolo altissima. Idoneo per piccole comunità

  • isolate e paesi fascia tropicale.

  • Il mito delle centrali fotovoltaiche

  • Centrale di Rovigo: 72 MW di picco costruita da Sun Edison. Potenza media 10-20 MW.

  • Occupazione 2 Km2. Costo 600 M€ (RAI) 250 M€ (sito IDV).

  • Centrale da 1GW potenza media, occupazione 100 Km2 . Costo 10 (4 volte) centrale

  • Nucleare. Occupazione suolo da ben oltre 1000 volte.



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Scenari futuri della energia nucleare

  • REATTORI DI IV GENERAZIONE



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Scenari futuri della energia nucleare



Scenari energetici futuri

  • La fusione nucleare

  • E’ il processo che avviene nel sole e nelle stelle .

  • A temperature e pressioni molto elevate due nuclei leggeri come

  • H, D, T si fondono in nuclei più pesanti He producdndo energia.



Scenari energetici futuri

  • Nel processo di fissione un nuleo pesante si scinde in due nuclei

  • la cui somma delle masse è minore.

  • Nella fusione due nuclei leggeri si fondono in un nucleo la cui

  • massa è inferiore alla somma.

  • La differenza va in energia cinetica E= m c2



Scenari energetici futuri



Scenari energetici futuri

  • PROBLEMI

  • Estrema difficoltà nel realizzare la fusione controllata

  • Alti costi per capire la fisica e sviluppare la tecnologia

  • Ricerca iniziata negli anni 50 non ancora conclusa

  • Due vie possibili



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Scenari futuri della energia nucleare

  • LA FUSIONE MAGNETICA



Scenari energetici futuri

  • Enormi progressi sono stati realizzati. L’aumento di potenza

  • da reazioni di fusione segue la legge di Moore (esponenziale).

  • Esperimento al JET con trizio prossimo al break-even



Scenari energetici futuri

  • La fusione richiede temperature elevate di almeno 10 KeV pari a 1.2x108 gradi.

  • Le condizioni per la fusione sono fissate dal criterio di Lawson

  •  > c

  • dove  è la densità e  il tempo di confinamento.

  • Confinamento magnetico: densità basse, tempi lunghi (minuti)

  • Confinamento inerziale : densità alte, tempi corti (nanosecondi)



Scenari energetici futuri



Scenari energetici futuri



Scenari energetici futuri



Scenari energetici futuri



Scenari futuri della energia nucleare



Scenari energetici futuri

  • La fusione inerziale è una microesplosione simile a quella di una

  • bomba termonucleare o di una supernova.

  • La quantità di combustibile è minuscola, pochi mg di DT, e quindi

  • l’energia rilasciata può essere controllata.

  • La energia di una bomba di decine di Mtons viene rilasciata in

  • qualche decennio con una frequenza di 10 Hz.



Scenari energetici futuri

  • Dal diesel al motore a scoppio trermonucleare

  • Negli esperimenti in corso le reazioni di fusione avvengono per

  • compressione. La temperatura al centro consente le prime

  • reazioni di fusione che si propagano come nel motore diesel.

  • La fusione veloce si basa sul

  • deposito di energia concentrata

  • Tramite fascetti di elettroni o

  • protoni prodotti da impulsi

  • laser ultracorti (decine di fs).

  • Questi fasci sono la scintilla che

  • accende la reazione di fusione.



Scenari energetici futuri



Scenari energetici futuri

  • Roadmap per LIFE (laser inertial fusion energy)

  • 2010-2012 Esperimenti di ignizione a NIF

  • 2020-2030 Prototipo di LIFE

  • 2030-2040 Prototipo di impianto commerciale

  • Problemi: A efficienza e rep. rate dei laser (diode pump)

  • B estrazione energia

  • C tecnologia reattore



Scenari energetici futuri

  • Esperimenti in Europa

  • LMJ Laser Megajoule esperimento militare francese, come NIF

  • PETAL Esperimento civile francese per la fast ignition

  • HIPER Progetto di esperimento UE per fast ignition



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Scenari energetici futuri

  • Italia

  • Non partecipa ai progetti generation IV per fissione

  • Partecipa ad ITER e parteciperà ad HIPER

  • Per la fusione magnetica ci sono due macchine toroidali a Frascati e Padova

  • Alcuni studi di interesse per la fast ignition saranno condotti con il laser

  • FLAME in corso di istallazione a Frascati.

  • L’impegno del nostro paese non è comunque confrontabile con quello di

  • Francia, Germania e UK. La ricerca in Italia è un optional.



Scenari energetici futuri

  • Bologna



Scenari energetici futuri

  • AD ASTRA

  • Energia abbondante e pulita è condizione per la democrazia

  • evitando il ritorno ad antiche schiavitù. Apre anche le porte

  • verso nuovi mondi altra condizione per il progresso dell’umanità



Scenari energetici futuri

  • FINE

  • Grazie per l’attenzione












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