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[escepticos] Aprenda italiano con Carlo Rubbia. Cuarta lección
Leido en la lista escéptica italiana LUMI.
Saludos y buen aprendizaje
FerPer
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> ASTRONAVI DEL FUTURO
> Il Nobel Rubbia pensa ai viaggi nello spazio
>
> R ICETTA del premio Nobel Carlo Rubbia per i viaggi spaziali
> del
> lontano futuro: "Se sulla Terra il nucleare è in
> competizione con altre
> forme di energia, nello spazio interplanetario è
> indispensabile per rendere
> realistica l'esplorazione di Marte, i pianeti lontani e i
> loro satelliti".
> Ha esordito così Rubbia nel seminario che ha tenuto al Cern,
> il
> Laboratorio europeo per la fisica delle particelle di
> Ginevra, il 27 agosto
> scorso, intitolato "Neutroni in un mezzo altamente
> diffusivo: un nuovo
> strumento di propulsione per l'esplorazione dello spazio?" :
> lo studio di un
> fenomeno puramente fisico come lo spettro di ripartizione
> dei neutroni
> dell'esperimento Tarc, Trasmutation by Adiabatic Resonance
> Crossing
> (trasmutazione per attraversamento adiabatico delle
> risonanze), avviato nel
> 1994 al Ps, il Sincrotone a Protoni del Cern, potrebbe
> portarci nello spazio
> interplanetario. Grazie alla genialità di Carlo Rubbia.
> I motori spaziali convenzionali si basano su combustibili
> chimici, che
> hanno un grosso limite intrinseco: il loro contenuto
> energetico è molto
> basso e questo vuol dire che ne occorrerebbero quantità
> smisurate per
> sviluppare l'accelerazione necessaria a raggiungere pianeti
> distanti come
> Marte (circa 60 milioni di chilometri nelle condizioni più
> favorevoli,
> quando si trova in opposizione).
> Ad esempio, per inviare su Marte un carico utile di 200
> tonnellate,
> bisognerebbe lanciarne 60.000! I progetti attuali di
> esplorazione
> interplanetaria hanno per questo abbandonato l'opzione
> chimica. Alla
> Nasa si sta studiando come ridurre la durata della missione
> utilizzando
> orbite più brevi e sistemi di propulsione più efficienti.
> Il nucleare è l'ingrediente innovativo su cui si basano
> tutte le nuove ricette:
> propulsione nucleare a bassa spinta, plasma come
> propellente, energia di
> fusione, sia inerziale sia confinata magneticamente,
> rappresentano la
> migliore alternativa al combustibile chimico. Le alternative
> finora
> considerate prevedono di poter raggiungere Marte in due anni
> a mezzo di
> missione e Plutone in ben 45 anni. Ma al di là del tempi
> lunghi, nessuno di
> questi sistemi può offrire un biglietto per Marte: la
> propulsione a bassa
> spinta non funzionerebbe su navicelle delle dimensioni
> necessarie per il
> trasporto di persone; la temperatura del plasma nucleare
> raggiungerebbe
> livelli tali da renderne irrealistico l'uso come propellente
> e la tecnologia
> della fusione, sia a confinamento magnetico sia inerziale, è
> ancora troppo
> complessa sulla Terra per essere adattata alle condizioni di
> un lungo
> viaggio nello spazio.
> Rubbia oggi ha la soluzione: utilizzare direttamente i
> frammenti di
> fissione. La fissione nucleare indotta da neutroni ha una
> resa energetica
> molto alta (circa 200 MeV) ed è in grado di sostenere una
> reazione a
> catena modulata da opportune barre di controllo. Inoltre, la
> dinamica dei
> frammenti di fissione è tale da fornire ben l'88 per cento
> dell'energia
> direttamente in forma cinetica, mantenendo l'enorme entalpia
> del processo
> nucleare iniziale, che in questo caso non viene ridotta
> perché non c'è
> conversione in calore dell'energia di fissione. Il problema
> è, o era fino
> all'idea di Rubbia, la difficoltà di catturare la quantità
> di neutroni
> necessaria ad attivare un motore spaziale (a causa della
> loro bassa capacità
> di penetrazione dei solidi).
> L'esperimento Tarc ha dimostrato che è possibile
> incrementare di circa
> 100 volte il flusso neutronico per diffusione nel volume di
> un mezzo
> trasparente (cioè che non oppone resistenza al loro
> passaggio) per tempi
> molto lunghi secondo gli standard subnucleari (circa 30
> millesimi di
> secondo).
> L'elemento fissile che meglio risponde alle prestazioni
> richieste - alta
> probabilità di fissione, tempo di vita sufficientemente
> lungo e tecnica di
> produzione relativamente semplice - è l'americio 242. Una
> pellicola di
> americio 242 spessa 1 millesimo di millimetro è in grado di
> raggiungere
> immediatamente lo stato critico, consentendo al combustibile
> di
> riscaldarsi fino a 0,5 milioni di gradi Kelvin, temperatura
> fuori portata per
> i combustibili chimici. L'energia sviluppata da uno solo
> grammo di
> americio equivale a quella fornita da una tonnellata del
> miglior
> combustibile chimico.
> Basterebbero pochi chilogrammi di americio per raggiungere
> Marte in una
> settimana, di cui un terzo in fase di accelerazione, un
> terzo in volo e un
> terzo in fase di rallentamento, con una navicella
> riutilizzabile delle
> dimensioni di un Jumbo. Come funzionerebbe questo
> avveniristico
> shuttle? Rubbia ha dedicato l'ultima parte del suo seminario
> alla
> descrizione del design concettuale del mezzo, anch'esso
> ricco di
> innovazioni. Leggero perché privo di moduli, ad alta potenza
> specifica e
> dalla struttura semplice, con un motore la cui
> configurazione è presa in
> prestito dalla fisica nucleare. La geometria del motore
> sarebbe infatti
> analoga a quella di un Tokamak a confinamento magnetico
> semitoroidale.
> Una tecnologia già a lungo collaudata negli esperimenti di
> fusione a
> confinamento magnetico (come Jet, la macchina europea per
> questo tipo di
> ricerca).
> Quali i rischi della propulsione nucleare per l'equipaggio e
> per l'atmosfera
> nelle fasi di decollo e atterraggio? Certamente non
> superiori a quelli che
> già si corrono nelle attuali missioni spaziali. L'equipaggio
> sarebbe protetto
> da schermi di un composto di boro e carbonio, che riducono
> notevolmente
> la probabilità di assorbimento radioattivo. Va notato che la
> radioattività
> indotta dai neutroni sarebbe comunque inferiore a quella
> prodotta dal
> vento solare nello spazio interplanetario.
> Nello scenario catastrofico di un incidente in fase di
> rientro, con
> distruzione totale del reattore, l'emissione radioattiva
> corrisponderebbe a
> venti milionesimi di quella dei testi nucleari
> convenzionali.
>
> Beatrice Bressan Paola Catapano
> Cern, Ginevra
> --
> Ciao,
> Mario.