Re: Fusione nucleare

From: Mario Leigheb <leigheb_at_frascati.enea.it>
Date: Wed, 02 Apr 2003 13:35:45 +0100

the Volk wrote:
> > Le "temperature necesarie"? Ma come scrivi?
> Immagino che gli errori di battitura ti scandalizzino.

No, mi ha sorpreso proprio la domanda.

> No. Innanzi tutto nelle bombe H non sono presenti pallotole ghiacciate
> di deuterio trizio, sarebbe troppo difficile mantenerle in tali
> condizioni.

Vero per quanto riguarda le bombe H esplose a scopi militari (ci
sono pallottole solide di deuteruro di litio a temperatura
ambiente), ma falso per la bomba H esplosa una decina di anni fa in
Nevada per misurare un po' di sezioni d'urto in una esplosione
basata sul deuterio-trizio.

> Quelle a cui ti riferisci te sono le "pellet" usate negli studi di
> confinamento inerziale e come carburante iniettato in alcuni dispositivi sperimentali
> (per ex lo stellarator Wendelstein 7x).

Giusto, a parte il fatto che Wendelstein 7-X e' ancora in costruzione.

> In secondo luogo la fusione non avviene ad ogni temperatura e tanto meno
> in pallotole ghiacciate.

Se tu avessi scritto che la fusione avviene solo quando l'energia
dei nuclei che collidono deve essere superiore a una certa soglia
allora si', ma se parli di una grandezza termodinamica come la
temperatura allora intendi un ensemble di particelle con una certa
distribuzione in energia, e quindi c'e' sempre una frazione di
particelle che ha energia sufficiente a produrre una fusione
nucleare, per non parlare dell'effetto tunnel, che produce reazioni
di fusione anche quando l'energia delle particelle interagenti e'
inferiore all'altezza della barriera coulombiana.
Comunque non capisco l'obiezione alle pallottole ghiacciate: una
pallottola congelata di deuterio-trizio portata a una densita' di
10^30 particelle/mc tu la chiami un gas?

> Le temperature che richiedevo sono quelle necessarie affinche`due nuclei
> abbianno una probabilita`maggiore del 99% di superare il potenziale
> repulsivo elettrico e dare luogo alla fusione.

A me pare che continui a confondere temperatura e energia.
Comunque assumendo un plasma in equilibrio termodinamico dove la
distribuzione delle velocita' dei nuclei segue la statistica di
Maxwell-Boltzmann, il numero di reazioni per metro cubo e per
secondo si calcola con la formula:
n_reazioni = n_p^2 * <sigmav>(T)
dove <sigmav>(T) (metri cubi/secondo) e' la sezione d'urto media
alla temperatura T
Per esempio per la reazione D+D la curva della sezione d'urto media
va da 10^-21 mc/s a temperature dell'ordine del keV , 10^-18 mc/s a
temperature dell'ordine di 10 keV e ha un massimo di 10^-15 mc/s a
temperature dell'ordine del MeV.
Per quanto riguarda le energie delle particelle, la barriera
coulombiana del deuterio o del trizio e' circa 0.4 MeV

> > O forse sei interessato alle temperature che si assumono comunemente
> > nell'interno delle stelle di sequenza principale?

Fusione del deuterio: 10^6 K.
Catena protone-protone: 6*10^6 K.
Ciclo CNO: 1.5 10^7 K
Reazione 3 alfa: 2*10^8 K
Fusione del carbonio: 10^9 K

Ciao
Mario Leigheb
Received on Wed Apr 02 2003 - 14:35:45 CEST