Situazione in gennaio 2010:
Centrali nucleari civili che producono energia elettrica: 436
Potenza elettrica 370 GW
Energia elettrica da centrali nucleari fino al gennaio 2010: 62 migliaia di miliardi di kWh
Rendimento delle centrali di seconda generazione: 33%
Energia termica prodotta: 7 828 000 GWD (GigaWattDays) 21 447GWA (GigaWattAnni)
Burn up delle centrali di seconda generazione: 40 GWD/T
Vuol dire che una tonnellata di uranio metallico produce 40 GigaWattGiorni di energia termica. Per risalire all’energia elettrica prodotta occorre ridurre questo numero per il rendimento.
Dal burn up e dal rendimento si può calcolare la quantità di uranio usato per la produzione dell’energia elettrica. Questa quantità è uguale alla quantità di combustibile esaurito e alla quantità di scorie altamente radioattive prodotte.
Il risultato di questo calcolo è che finora sono state prodotte 196 000 tonnellate di scorie altamente radioattive.
Le quantità in realtà sono più alte per i seguenti motivi:
· Il burn up all’inizio dell’energia nucleare era di 30 GWD/to.
· Il rendimento era inferiore al 33%.
· Insieme all’uranio ci sono altri materiali: Incapsulamento e ossigeno quando si usano ossidi invece di metalli.
(Da T. Mukaiyama. Motivation and Programs for Transmutation of Nuclear Waste, Otto Hahn Summer Scholl 2002 Lectures, CEA – Cadarache, France 2002,
ripreso da Wikipedia,
ripreso da Marco Calviani. Measurement of fission cross-section of actinides at n_TOF for advanced nuclear reactors, 2 febbraio 2009, tesi di dottorato, Università di Padova)
Vale la curva PWR (Pressurized Water Reactor) che è praticamente uguale a quella dei BWR (Boiling Water Reactor) che attualmente sono prevalenti.
Il diagramma mostra la radiotossicità delle scorie per 1 GWt anno. In gennaio 2010 l’energia termica prodotte dalle centrali nucleari era di 21447 GWA. La dose letale per l’uomo è 6 Sievert.
Se tra 100 anni la popolazione mondiale è di 10 miliardi di individui, le scorie nucleari prodotte fino al gennaio 2010 sono idonee a uccidere questa popolazione 300 volte.
Andamento della pericolosità di singoli elementi delle scorie per 10 milioni di anni
TRU = transuranic
FP = Fission product
da Marco Calviani. Measurement of fission cross-section of actinides at n_TOF for advanced nuclear reactors, 2 febbraio 2009, tesi di dottorato, Università di Padova)
Di nettunio 237, che a lungo termine è la scoria più pericolosa a causa della sua solubilità e della sua tendenza a migrare, dopo un milione di anni ce n’è di più che dopo l’estrazione dal reattore.
La composizione degli elementi combustibili nuovi e easuriti. MA = Minor Actinides = nettunio, americio, curio. LLFF = Low Level Fission Fragments. FF = fission fragments. Le quantità si riferiscono a 1 GW elettrico per un anno. (da Tesi di dottorato Marco Calviani).
Bombe sporche
Le scorie nucleari ad alta radioattività (HLW) possono essere usate per la produzione di bombe sporche. Distribuire nell’atmosfera 2 tonnellate di questo materiale con l’esplosione di 2 tonnellate di TNT produce un effetto devastante peggiore dell’esplosione del reattore di Cernobyl.
C’è molta preoccupazione per la proliferazione delle armi nucleari. Si litiga con l’Iran perché si prepara per la produzione di bombe nucleari. Il rischio di bombe sporche sulla base di scorie prodotte da qualsiasi reattore nucleare non viene messo in evidenza.
Produrre bombe nucleare è costoso e tecnicamente complicato. In confronto con le bombe sporche l’effetto è modesto. Con una bomba nucleare si distrugge una città, con una bomba sporca una regione.
A livello mondiale ci sono 34 paesi con impianti nucleari per la produzione di energia elettrica, tutti producono scorie nucleari e nessuno sa dove metterli.
La produzione di bombe sporche è semplice. Il materiale è disponibile, si paga per farlo portare via.
Deposito sicuro per scorie nucleari
Scorie nucleari non devono entrare nella biosfera
Scorie nucleari non devono andare nelle mani di malintenzionati
Nella tesi di Marco Calviani è specificato che soluzioni ingegneristiche potrebbero tenere per mille anni. Dopo ci vogliono depositi geologici sicuri.
In Germania c’erano due siti geologici, dichiarati sicuri da geologi, nel senso che per un milione di anni non sarebbe entrata l’acqua. Dopo dieci anni l’acqua era dentro. Occorre traslocare tutto. Il governo tedesco ha dichiarato che il problema non è risolto.
C’è un dubbio sull’affermazione che soluzioni ingegneristiche tengano per mille anni. Il sarcofago di Cernobyl non tiene. Le radiazioni lo distruggono.
I materiali usati per la protezione subiscono alterazioni a causa delle radiazioni. Ci sono raggi gamma molto penetranti, che per effetto Compton spostano elettroni. Ci sono neutroni che rendono nuclei radioattivi e li trasformano in altri elementi. Acciai diventano fragili come vetri. Vetri diventano idrosolubili.
Elmar Pfletschinger
Depositi geologici sicuri…o piuttosto…
Domanda e proposta al contempo: perché non pensare di sparare le scorie nello spazio, magari proprio verso il sole, sul quale avrebbero effetto nullo?
I costi sarebbero elevati, ma sarebbero pur sempre una tantum, senza dover prevedere la necessità di sostenere spese di manutenzione a lunghissimo periodo, costi di sicurezza, eccetera con il rischio che si possa verificare qualche incidente…
I vettori sono già disponibili.
Si risolverebbe il problema scorie una volta per tutte e non vi sarebbero pericoli di furti e utilizzi delle scorie non autorizzati.
anonimo(Quote) (Reply)
I vettori non sono disponibili. Ci sono troppi incidenti. Se un lancio su 100 va male, corrisponde a una bomba sporca con effetti disastrosi.
Reattori nucleari per la produzione di energia elettrica si trovano attualmente in 31 paesi. Il numero è in continuo aumento. La pressione economica è enorme. Allora come si fa con le scorie? Chiediamo aiuto all’n’drangheta.
I sostenitori dell’energia nucleare mettono in evidenza che le quantità sarebbero molto modeste, soprattutto volumetricamente. Non è vero. Perchè raccontano cose non corrette? Sostengono che la popolazione è contraria all’energia nucleare per mancanza di informazione. Bisognerebbe cominciare a raccontare unicamente cose corrette e guadagnarsi la fiducia.
Sembra che oggi un paese senza energia nucleare debba andare male. Si parla poco dell’Austria. L’Austria ha proibito l’energia ncuelare e va bene.
elmar(Quote) (Reply)
Un lancio di un’Arianne 5 costa intorno a 100 milioni di euro. Puo portare via le scorie di un anno di una centrale, al massimo. Per portare via le scorie che attualmente vengono prodotte sulla terra ci vorrebbe più di un lancio al giorno. Saltano tutti i conti economici. Costa di più portare via le scorie che costruire le centrali.
elmar(Quote) (Reply)
Ciao a tutti.
Questi due post sulle scorie nucleari confermano ancora una volta come il nucleare abbia un rapporto costi/benefici inaccettabile. Come tale sono convinto che il nucleare con la tecnologia odierna debba essere abbandonato al piu presto. Purtroppo le scorie nucleari che gia ci sono saranno un peso che rimarrà sulle spalle delle generazioni future, probabilmente fino all’estinzione della razza umana, visto che i tempi di dimezzamento di questi materiali sono piu lunghi della durata “media” di una specie vivente su questo pianeta. Quindi in ogni caso un giorno queste scorie saranno forzatamente “abbandonate”. Il problema per l’uomo é trovare un deposito sicuro almeno fino alla sua estinzione e qui entrano in gioco parametri umani quali i tempi, i COSTI, la sicurezza, l’opposizione della gente. Un sito geologico sicuro si puo trovare abbastanza facilmente, il problema piu che altro é raggiungerlo per depositarvi le scorie. Basterebbe creare dei depositi profondi in zone cratoniche per assicurarsi tempi di stazionamento assai lunghi. Il problema diventa scavare dei depositi sotterranei a centinaia di metri o meglio qualche chilometro di profondità, abbastanza grandi per contenere una quantità adeguata di scorie ( cioé costi elevatissimi). Inoltre scavato un deposito di questo tipo ( e quale paese lo accetterebbe), bisognerebbe poi trasportarvi le scorie e a tali profondità in condizioni termiche proibitive con ulteriori costi e rischi elevatissimi. Il problema poi é che scavando viene meno l’isolazione del deposito in quanto deve essre messo a contatto con la superficie tramite un tunnel di accesso quindi arie e acqua sarebbero comunque potenzialmente contaminabili. Infine non va dimenticato che queste scorie radioattive continuano a produrre calore e per questo devono essere raffreddate o si deve tenere sotto controllo la loro temperatura, quindi una loro concentrazione e isolamento non deve avere com’effetto secondario la creazione di una bomba nucleare incontrollata.
Ps nel grafico sui tempi di decadimento sono tagliate le scale, in ascisse gil anni, su questo link da wikipedia dovrebbero essere visibili
http://it.wikipedia.org/wiki/File:Nuclear_waste_decay_it.svg
Da wikipedia
Tali volumi teorici di materiale radioattivo non possono essere “impacchettati” realmente in spazi del medesimo volume, ma devono essere “diluiti” in spazi più ampi soprattutto a causa del calore di decadimento delle scorie, della matrice in cui queste vengono incorporate per stabilizzarle, nonché delle barriere tecnologiche necessarie a contenerle (i contenitori, detti cask). Per tali ragioni i volumi reali sono maggiori di quelli teorici del materiale radioattivo in senso stretto. Nel caso del combustibile ritrattato, le 30 tonnellate annue scaricate dal reattore, producono 60 m3 di concentrato liquido ad alta attività [9], pari a circa 130 milioni di Curie. Con i processi sviluppati per solidificare la soluzione, il volume dei rifiuti ad alta attività si riduce a 4 m3, corrispondenti a circa 8 tonnellate[9], che equivalgono a 28 m3, una volta posizionati nel canister[22].
Giovanni(Quote) (Reply)
Da ignorante ;la temperatura del sole è di 6000 C e più,non è possibile utlizzare la
caldera di uno dei vulcani perennemente attivi anche se le loro temperature sono decisamente inferiori intorno ai 1000 C.
Le scorie radioattive a che temperatura fondono ? Si diluiscono i loro effetti
disperdenosi in altro materiale roccioso e metallifero.
Mi sembra piu fattibile utilizzare i vulcani che sono condotti naturali verso il centro della terra che qualsiasi altra soluzione ingegneristica.
SID(Quote) (Reply)
Io penso che i vulcani sarebbero un mezzo per disperdere le scorie nucleari nella biosfera in maniera efficace. Un metodo per terroristi.
elmar(Quote) (Reply)
una tabella sui tempi di dimmezzamento dei principali elementi radioattivi
http://www.uranioimpoverito.it/immagini/tabella.jpg
Ricordo, ma penso che lo sappiate tutti, che questi tempi di decadimento o meglio di dimezzamento, corrispondo al periodo di tempo necessario per ridurre della metà la quantità di materiale radioattivo, non per eliminarlo del tutto. Diciamo che su 10 kg di materiale radiattivo, dopo 1 tempo di dimezzamento ne avro ancora 5 kg, dopo 2 tempi di dimezzamenzo 2,5 kg e cosi via. Quindi per ridurre di un decimo la quantità di materiale radioattivo ci vanno circa 4 tempi di dimezzamento, per ridurre di un centesimo circa 7 tempi di dimezzamento.
Giovanni(Quote) (Reply)
La fusione di un materiale è una questione del guscio di elettroni, delle energie di legami. I nuclei non c’entrano. La radioattività non è influenzabile con temperature anche di centinaia di milioni di gradi. A temperatue di miliardi di gradi le energie cinetiche dei nuclei possono superare le repulsioni elettrostatiche tra i nuclei e tutto reagisce con tutto. Ma sarebbe il contrario della soluzione del problema.
elmar(Quote) (Reply)
Nel kazakistan negli anni 60 sono state fatte esplodere più di 60 testate nucleari a cielo aperto e non oso immaginare i livelli di radiazioni che vi siano in quei luoghi,le scorie radioattive sono più pericolose in biosfera o se vanno ad inquinare le falde acquifere?
Qui il problema si può risolvere con il minor danno,visto che quegli incoscienti della generazione precedente hanno creato questo problema.
Giusto dei Matusa come i nostri politici possono pensare di risolvere la crisi
energetica ricorrendo alle soluzioni di 50 anni fa senza pensare alle conseguenze future.
Sono appena tornato dalla zona del Sulcis Iglesiente e ho visitato le miniere,l’inquinamento ambientale è altissimo già dovuto agli scarti delle lavorazioni dei metalli,se pensiamo che in tutto il mondo vengono utilizzate miniere abbandonate per stoccare questi materiali,possiamo immginare le vere e proprie bombe nucleari che sono sparse sul pianeta.
SID(Quote) (Reply)
1) i vulcani sono condotti in uscita e non in entrata
2) la temperatura é insufficiente perché per liquefare il materiale radioattivo tipo uranio e torio ci vanno piu di 1000 gradi e non so se basta per neutralizzarne l’effetto radioattivo
3) vogio vedere come riesci a trasportare tonnellate di rifiuti radioattivi dentro un cratere di un vulcano.
Giovanni(Quote) (Reply)
Nel Kazachistan 300 km a ovest della capitale Astana c’è un enorme deposito di scorie nucleare. e’ proibito andare in questa zona. Non so quali precauzioni sono state prese per evitare che le scorie vadano in atmosfera.
Il Kazachistan attualmente si offre a fare depositare scorie nucleari sul proprio territorio. Un modo per fare soldi.
elmar(Quote) (Reply)
questa tabella parla dell’uranio 238. In confronto con le scorie nacleari di una pericolosità trascurabile.
elmar(Quote) (Reply)
???
Giovanni(Quote) (Reply)
L’uranio 238 è un tipo di uranio impoverito
http://it.wikipedia.org/wiki/Uranio_impoverito
La radioattività dell’uranio impoverito (DU) viene considerata “di basso livello”(comparabile al livello naturale di radiazione di fondo) confrontata con quella ad “alto livello” dell’uranio arricchito in uranio-235 (o di altri materiali), perché l’uranio impoverito è costituito in maniera predominante dall’isotopo uranio-238 (T1/2 = 4.5 109 a) dotato di emivita più lunga – e quindi di attività specifica più bassa – di quella dell’isotopo uranio-235 (T1/2 = 7.0 108 a), nonostante entrambi siano prevalentemente emettitori di particelle alfa. Infine, in questo contesto, il terzo isotopo uranio-234 (T1/2 = 2.5 105), presente in percentuale molto bassa nell’uranio naturale (0.0055%), si trova a sua volta maggiormente concentrato nell’uranio-235 arricchito (LEU o HEU), aumentandone ulteriormente l’attività specifica e quindi la radiotossicità.
Andrea B(Quote) (Reply)
utilizzi dell’uranio impoverito
Civili
I suoi due usi civili più importanti sono come materiale per la schermatura dalle radiazioni (anche in campo medico) e come contrappeso in applicazioni aerospaziali, come per le superfici di controllo degli aerei (alettoni e piani di coda), e navali.
Militari
L’uranio impoverito viene usato nelle munizioni anticarro e nelle corazzature di alcuni sistemi d’arma
Interessante il concetto di Per “sindrome dei Balcani” in cui si intende quella lunga serie di malattie – per lo più linfomi di Hodgkin e altre forme di cancro – che hanno colpito i soldati italiani al ritorno dalle missioni di pace internazionale (soprattutto per l’inalazione e il contatto di particelle di uranio impoverito)
Andrea B(Quote) (Reply)
l’uranio 238 ha una semivita di 4,488 miliardi di anni
il plutonio 239, quantitavitmente il più importante nucleo transuranico nelle scori ha una semivita di 24110 anni. Segue che grossolanamente il plutonio 239 ha una tossicità radiologica 186000 volte superiore a quella dell’uranio 238.
Il plutonio 240 è 684000 volte più tossico dell’uranio 238.
Eppure anche l’uranio 238, ci crea problemi: Nella catena dei decadimenti appare il radon 222, gas nobile. Questo è causa di tumori ai polmoni e di leucemie.
Il radon 222 è un problema nelle zone con fondo siliceo. L’ediliza oggi deve assicurare che nelle abitazioni la radioattività sia sotto 200 Becquerel al metro cubo. Nelle zone vulcaniche e delle acque termali i valori sono molto superiori.
elmar(Quote) (Reply)
Scusa ma non ribaltare la realtà
L’uranio 238 é l’isotopo NATURALE piu diffuso, costituisce circa il 99% ( e piu) dell’uranio in forma naturale, l’U 235 meno dell 1%. Purtroppo per le centrali come combustibile é necessario uranio ricco in U235, perché piu fissile quindi si deve aumentare la concentrazione di U235 per produrre combustibile nucleare.
Quindi si definisce arricchito quell’uranio in cui tramite processi umani e artificiali si aumenta la concentrazione di uranio 235 rispetto al 238. Gli scarti dell’arricchimento sono, per semplificare, costituito solo da U238 e lo chiamano uranio “impoverito” perché gli manca l’U235. Ora l’U238 é un elemento altamente radioattivo di gran lunga lontano dall’essere innoquo. Come giustamente hai detto tu é semplicemente meno radiattivo del 235. Ora il punto é che arricchendo dell’uranio in 235 si otterrà uno scarto senza U235 e con solo U238 definito uranio impoverito, che costituisce un “rifiuto radiattivo” non utilizzabile nelle centrali ma utilizzabile negli armamenti. Rispetto a quello che dice elmer sulla trascurabilità del pericolo dell’U238 non sono per niente d’accordo, se é vero che alcuni prodotti della fissione sono piu pericolosi dell’U238 ( ex il plutonio o il nettunio) la dimostrzione non scientifica ma di buon senso é che con l’U238 ci fanno armi di distruzione di massa e non ospedali….
poi basta guardare le tabelle.
Giovanni(Quote) (Reply)
torno sulla proposta di sparare le scorie nel sole.
Per liberarci della produzione attuale di scorie ardioattive servirebbero circa 500 lanci di Arianne 5. Se tre di questi lanci vanno male e disperdono il carico nella biosfera, siamo notevolmente dannegiati. Molto di più che dall’incidente di Cernobil. I spravvissuti non sono più in grado di fare bambini sani. Il patrimonio genetico è andato.
Ci sarebbe da sistemare anche “l’arretrato” cioè le 168000 tonnellate fatte finora.
elmar(Quote) (Reply)
Giovanni(Quote) (Reply)
Per quello che so l’uranio impoverito, usato nei proiettili, è più tossico a livello chimico come metallo pesante che a livello radioattivo.
Ma sembra che per proiettili sia stato usato anche uranio da elementi di combustibile nucleare esauriti. Si può chimicamente separare l’uranio dagli altri elementi. Sarebbe “chimicamente quasi puro”, ma inquinato con sostanze radioattive, tipo i vari isotopi del plutonio in maniera che diventa pericolosissimo.
elmar(Quote) (Reply)